AnalogOffice...

v14

Analog Officeスタート・ガイド

ni.com/awr

AOスタート・ガイドNI AWR Design Environment v14 Edition

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For patents covering NI AWR software products/technology, refer to ni.com/patents.

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Table of Contents1. 概要 ................................................................................................ 1–1

NI AWR Design Environmentの概要 ................................................... 1–1本書について ................................................................................... 1–2

前提条件 ................................................................................... 1–2本書の内容 ................................................................................ 1–3本書の表記規則 .......................................................................... 1–3

追加情報の入手 ................................................................................ 1–4NI AWRナレッジ・ベース ............................................................ 1–4ドキュメント ............................................................................. 1–4オンライン・ヘルプ ..................................................................... 1–6Webサイト・サポート ................................................................. 1–7技術サポート ............................................................................. 1–7

2. AWR Design Environmentスイート ....................................................... 2–1NI AWRプログラムの起動 .................................................................. 2–2NI AWR Design Environmentスイート・コンポーネント .......................... 2–3基本操作 ......................................................................................... 2–5

プロジェクトの作業 .................................................................... 2–5プロジェクトの内容 ............................................................... 2–5プロジェクトを作成する、開く、保存する .................................. 2–6プロジェクト例を開く ........................................................... 2–6テスト・ベンチのインポート ................................................... 2–7

での回路図およびネットリストの操作 MWO ..................................... 2–8VSSでのシステム・ダイアグラムの操作 ........................................... 2–9Element Browserの使用 ............................................................ 2–10

回路図へのサブ回路の追加 .................................................... 2–12システム・ダイアグラムへのサブ回路の追加 .............................. 2–13回路図とシステム・ダイアグラムにポートを追加 ....................... 2–13エレメントとシステム・ブロック・ノードの接続 ........................ 2–14ネットリストにデータを追加 .................................................. 2–14EM構造の作成 .................................................................... 2–15EM構造描画の追加 ............................................................... 2–16

でレイアウトの作成 MWO ......................................................... 2–18レイアウト属性および描画プロパティの変更 .............................. 2–19レイアウト・マネージャの使用 ............................................... 2–19

出力グラフとメジャメントの作成 ................................................. 2–21シミュレーション周波数の設定とシミュレーションの実行 .................. 2–22

シミュレーションのチューニングと最適化 ................................ 2–23コマンド・ショートカットの使用 ................................................. 2–24

スクリプトとウィザードの使用 .......................................................... 2–24オンライン・ヘルプの使用 ................................................................ 2–24

スタート・ガイド iii

3. AO: Analog Officeでのシミュレーション ................................................ 3–1DC解析 .......................................................................................... 3–1

新しいプロジェクトの作成 ............................................................ 3–2デフォルトのプロジェクト単位の設定 .............................................. 3–2回路図の作成 ............................................................................. 3–3

ノードへのグランドの配置 ...................................................... 3–4回路図の電圧および電流のバック・アノテーション ............................ 3–4回路の解析 ................................................................................ 3–6回路のチューニング ..................................................................... 3–6DC掃引 ..................................................................................... 3–7グラフの追加 ............................................................................. 3–9

メジャメントの追加 ............................................................... 3–9解析後のチューニング ................................................................ 3–11

小信号AC解析 ................................................................................ 3–11回路図のコピー ........................................................................ 3–11

ノードへのポートの配置 ....................................................... 3–12周波数掃引の設定 ...................................................................... 3–13メジャメントの設定 ................................................................... 3–13

過渡解析 ....................................................................................... 3–16大信号解析 .............................................................................. 3–16

シミュレーションの設定 ....................................................... 3–17メジャメントの追加 ............................................................. 3–18

パルス信号 .............................................................................. 3–214. AO: IV曲線メジャメント ...................................................................... 4–1

NMOSのIV曲線 ................................................................................ 4–1新しいプロジェクトの作成 ............................................................ 4–1デフォルトのプロジェクト単位の設定 .............................................. 4–2回路図の作成 ............................................................................. 4–2回路図へのエレメントの配置 ......................................................... 4–3エレメント・パラメータの編集 ...................................................... 4–4グラフの追加 ............................................................................. 4–4

メジャメントの追加 ............................................................... 4–5シミュレーションの実行と結果の解析 .............................................. 4–5nmosパラメータのチューニングとグラフおよびレイアウトの表示 ......... 4–6

5. AO: 差動ペア増幅器 ............................................................................ 5–1差動増幅器の回路図の作成とシミュレーション ........................................ 5–1

差動増幅器回路図の作成 .............................................................. 5–2ピンの追加 ................................................................................ 5–4シンボルの作成 .......................................................................... 5–6テスト・ベンチの作成 .................................................................. 5–7シミュレーション設定とメジャメント ............................................ 5–10出力電圧の最適化 ...................................................................... 5–16

レイアウトの作成 ........................................................................... 5–19

iv NI AWR Design Environment

目次

レイアウトのヒントとコツ .......................................................... 5–19データベース単位とグリッド・サイズの編集 ................................... 5–20パッド・レイアウトの作成および割り当て ...................................... 5–21レイアウトと配置の表示 ............................................................. 5–23ネットのルーティング ................................................................ 5–30

ルーティング後シミュレーション ....................................................... 5–40接続チェック ........................................................................... 5–40Vddネットの抽出とシミュレーション ............................................ 5–42

6. AO: トーン解析 ................................................................................. 6–1バイポーラ・リミッタ・アンプ回路 ..................................................... 6–1

既存のプロジェクトの編集 ............................................................ 6–1ポート・タイプの指定 .................................................................. 6–2デフォルトのプロジェクト周波数の設定 ........................................... 6–31トーン・シミュレーション用のグラフおよびメジャメントの追加 ........ 6–4掃引変数制御ブロックの追加 ........................................................ 6–52トーン・シミュレーションの実行 .................................................. 6–8

7. AO: CMOSミキサ ............................................................................... 7–1単一平衡CMOSミキサ回路 .................................................................. 7–1

デフォルト値の設定 ..................................................................... 7–1回路図のインポート ..................................................................... 7–2テスト・ベンチの作成 .................................................................. 7–3グラフとメジャメントの追加 ......................................................... 7–7イクエーションの追加 ................................................................ 7–11ノイズ解析の実行 ...................................................................... 7–13回路の最適化 ........................................................................... 7–17

Index ............................................................................................ Index–1

スタート・ガイドv

目次

vi NI AWR Design Environment

目次

Chapter 1. 概要以下のNI AWRDEスタート・ガイドが用意されています。

• 『Microwave Office Getting Started Guide』では、Microwave Officeを使用して回路設計を作成する方法をステップバイステップで例をあげて説明します。

• 『Analyst Getting Started Guide』では、AnalystTMを使用してMicrowave Officeから3DEM構造を作成して解析する方法をステップバイステップで例をあげて説明します。

• MMIC Getting Started Guide モノリシック・マイクロ波集積回路(MMIC)の機能と設計を、ステップバイステップで例をあげて説明します。

• Visual System Simulator Getting Started Guide Visual System SimulatorTM (VSS)ソフトウェアを使用してシステム・シミュレーションを作成し、Microwave Office回路設計を組み込む方法をステップバイステップで例をあげて説明します。

• Analog Office Getting Started Guide Analog Officeを使用して回路設計を作成し、さまざまなメジャメントをグラフィック形式で表示する方法をステップバイステップで例をあげて説明します。

PCBスタイル設計のNI AWRDEを設定するには、[Tools > Create New Process]を選択して[Create New Process]ダイアログ・ボックスを表示します。このツールの使用詳細については[Help]ボタンをクリックします。

NI AWR Design Environmentの概要NI AWRDEスイートをご購入いただきありがとうございます。

このスイートは、統合システム、RF、またはアナログ設計環境を作成するために一緒に使用できる3つの強力なツール、Visual System Simulator (VSS)、Microwave Office、Analog Officeソフトウェアで構成されます。これらの強力なツールはNI AWR DesignEnvironmentスイートに緊密に統合されているため、設計環境を終了することなく回路設計をシステム設計に組み込むことが可能です。

VSSソフトウェアでは、エンドツーエンドの通信システムを設計し、解析することができます。変調信号、符号化スキーム、チャネル・ブロック、およびシステム・レベルのパフォーマンス測定で構成されるシステムの設計が可能です。VSSに事前定義された送信機と受信機を使用してシミュレーションを実行することも、基本ブロックを基に送信機および受信機をカスタマイズすることもできます。解析の必要性に応じて、BER曲線、ACPRメジャメント、コンスタレーション、パワー・スペクトルなど多様な情報を表示できます。また、VSSはリアルタイム・チューナを備えているため、設計のチューニング後、その変更を即座にデータ画面で確認することができます。

スタート・ガイド 1–1

Microwave OfficeおよびAnalog Officeソフトウェアでは、幅広い電気モデル・データベースを利用して回路図および電磁場(EM)構造で構成される回路を設計し、そのレイアウトを生成することができます。線形シミュレータ、非線形周波数領域シミュレーションと解析のための先進的なハーモニック・バランス・シミュレータ(APLACハーモニック・バランス・シミュレータ)、3DプレナEMシミュレータ(AXIEMツール)、3D-FEMシミュレータ(解析ツール)、過渡回路シミュレータ(APLAC過渡シミュレータ、またはオプションのHSPICEシミュレータ)などのNI AWRのシミュレーション・エンジンを使用してシミュレーションを実行できます。また、解析の必要性に応じて出力を多様なグラフ形式で表示できます。設計のチューニングと最適化を実行することが可能です。また、ユーザによる変更は自動的に即座にレイアウトに反映されます。統計解析では、統計的に変動する設計コンポーネントに基づいて応答を解析できます。

AnalogOfficeの環境は包括的かつ強力な統合ツール・セットと完全に連携しているため、トップダウンおよびフロントツーバックのアナログおよびRFIC設計が可能です。

このツール・セットは、設計の入力および回路図の取り込み、時間領域および周波数領域シミュレーションと解析、デバイスレベルの自動配置と配線および統合デザイン・ルール・チェッカ(DRC)を使用した物理レイアウト、業界ゴールド・スタンダードであるOEAInternational社の高速抽出技術を利用した3Dフル・フィールド・ソルバベースの抽出、複雑なRF測定をサポートする包括的な波形表示および解析機能など、システム・レベルから回路レベルまで、IC設計フロー全体の設計および検証に対応しています。

オブジェクト指向技術

NI AWRDesign Environmentの機能は、高度なオブジェクト指向技術を中核としています。この技術により、コンパクトでありながら高速で信頼性に優れ、また将来的な新技術への拡張が容易に行えるソフトウェアが実現されています。

本書について本書では、ソフトウェアに慣れるように、実際の例を用いてMicrowave Office、VSS、Analog Office、Analyst、またはMMICの機能を紹介します。

前提条件Microsoft® Windows®の操作に慣れていること、また基本的な回路/システムの設計と解析に関する実用的な知識を持っていることが必要です。

本書は、プログラム・ディスクにPDFファイル(製品に応じて*_Getting_Started.pdf)として収録されています。また、NIAWRナレッジ・ベースのナレッジ・ベースからダウンロードすることもできます。

1–2 NI AWR Design Environment

本書について

https://awrcorp.com/support/help.aspx?id=9

本書をオンライン・ヘルプで表示して例を参照する場合は、PDFバージョンを入手して印刷しておくと便利です。

本書の内容第2章では、NI AWRDEスイートの基本メニュー、ウィンドウ、コンポーネント、コマンドなどについて概説します。

『MicrowaveOfficeGetting StartedGuide』では、以降の章で、Microwave Officeソフトウェアでレイアウトを含めた回路設計を作成する方法と、AXIEM 3D平面EMレイアウトおよびシミュレーションを、実際的な例を用いて説明します。

『Visual System Simulator Getting Started Guide』では、以降の章で、VSSソフトウェアでシステム・シミュレーションを作成してMicrowave Office回路設計を組み込む方法を、実際的な例を用いて説明します。

『AnalogOfficeGetting StartedGuide』では、以降の章で、Analog Officeで回路設計を作成し、さまざまなメジャメントをグラフィック形式で表示する方法を、実際的な例を用いて説明します。

『MMIC Getting Started Guide』では、以降の章で、モノリシック・マイクロ波集積回路(MMIC)の機能と設計について、実際的な例を用いて説明します。

『AnalystGetting StartedGuide』では、以降の章で、Microwave Office内での3D EMシミュレーションのAnalyst 3D電磁シミュレータの使用について、実際的な例を用いて説明します。3Dパラメータ・レイアウト・セルと3D Layout Editorの使用方法も含まれています。

本書の表記規則本書では、以下の表記規則を使用します。

表記規則項目Bold Alternateフォントで示します。ネスト構造のメニューを選択する場合は「>」を使

メニュー項目、ボタン名、ダイアログ・ボックスのオプション名など、プログラムで選択(またはクリック)する対象用し、まず最初のメニュー項目を選択して

から、2番目のメニュー項目を選択することを示します。

[File > New Project]を選択します。括弧で囲み、太字フォントで示します。キーボードから入力するテキスト

スタート・ガイド1–3

本書について

表記規則項目[Project Name]に「my_project」と入力します。斜体で示します。ファイル名およびディレクトリ・パス

C:\Program Files\AWR\AWRDE\14 またはC:\ProgramFiles (x86)\AWR\AWRDE\14が、デフォルトのインストールディレクトリです。頭文字の大文字をBold Alternateフォントで示します。キーの組み合わせには「+」を使

ユーザが押すキーまたはキーの組み合わせ

用し、最初のキーを押しながら2番目のキーを押すことを示します。

Alt + F1を押します。

追加情報の入手NI AWR製品に関する追加情報および技術サポートが複数のリソースで提供されています。

NI AWRナレッジ・ベースwww.awrcorp.com/support/help.aspx?id=9

• アプリケーション・ノート - NI AWRまたは弊社のパートナによって記述された、さまざまなトピックに関する技術文書です。

• 例 -例について説明したページを、インストールされたソフトウェアとダウンロード専用の例の両方で利用できます。

• ライセンス設定-ライセンスに関するほとんどの問題を解決するための、ステップバイステップのガイドです。

• 質問 - お客様の一般的な問題に関する質問と解答です。• スクリプト-具体的な問題の解決に役立つ、スクリプトで記述されたユーティリティです。

• ドキュメント - 最新のリリース済みドキュメント一式です。• 動画 - 具体的なタスクを実現する方法に関する短い技術的な動画です。

ドキュメントNI AWR Design Environmentには以下のドキュメントがあります。


追加情報の入手


• What's New in NI AWRDE 14? このリリースで新たに追加または強化された機能、エレメント、システム・ブロック、およびメジャメントを紹介しています。このドキュメントは[Help]に収録されています。Windowsの[Start]ボタンをクリックして[All Programs> AWRDE 14 > AWR Design Environment Help]を選択した後、[Contents]タブの[NIAWR Design Environment]ノードを開くか、プログラム内で[Help > What's New]を選択します。

• 『Installation Guide』では、NI AWRDEをインストールし、ノードロックまたはフローティング・ライセンス・オプションを設定する方法について説明しています。また、ライセンスの設定に関するトラブルシューティングのヒントも示しています。このドキュメントは、プログラム・ディスクにinstall.pdfとして収録されています。または、NIAWRナレッジ・ベースのナレッジ・ベースからダウンロードできます。

• 『User Guide』では、NI AWRDEについて概説しています。ユーザ・インターフェース、回路図/システム・ダイアグラムの使用、データ・ファイル、ネットリスト、グラフ/メジャメント/出力ファイル、プロジェクト内の変数およびイクエーションに関する章で構成されています。また、設計を新たに開始するためのガイドラインが示された付録も含まれています。

• 『Simulation and Analysis Guide』では、掃引パラメータ解析、チューニング/最適化/歩留まり、フィルタのシミュレーションなど、シミュレーションの基礎について説明しています。また、DC、線形、AC、ハーモニック・バランス、過渡、およびEMシミュレーション/抽出の理論と方法について詳しく説明しています。

• 『Dialog Box Reference』は、すべてのダイアログ・ボックスに関する包括的なリファレンスです。ダイアログ・ボックスのグラフィック、概要、オプションの詳細、および各ダイアログ・ボックスへの移動方法に関する情報が記載されています。

• 『API Scripting Guide』では、NI AWRDEのスクリプティングの基本概念について説明し、コード例を示しています。NI AWR Script Development Environment (NIAWR SDE)でのスクリプト作成に非常に役立つオブジェクト、プロパティ、およびメソッドに関する情報も記載されています。また、本書には、NI AWRDEコンポーネントAPIのリストも含まれています。

• 『Quick Reference』には、NI AWRDEを快適に利用するためのキーボード・ショートカット、マウス操作、およびヒントとコツのリストが記載されています。このドキュメントにアクセスするには、[Help >QuickReference]を選択します。または、プログラム・ディスクにQuick_Reference.pdfとして収録されています。このドキュメントは非常に役立つため、いつでも利用できるように印刷して手元に備えておくことをお勧めします。

• 文脈依存ヘルプは、多くの操作または設計の段階に対して利用できます。関連するヘルプ・トピックを表示するには、デザイン作成中にF1キーを押します。

Microwave OfficeおよびAnalog Officeのドキュメントには以下が含まれます。





• 『Microwave Office Layout Guide』には、レイアウト・マネージャ、レイアウト・プロセス・ファイル、アートワーク・セルの作成/編集/プロパティ、デザイン・ルール・チェック、その他トピックなど、回路図およびEM構造のレイアウトの作成および表示に関する情報が記載されています。

• 『Microwave Office Element Catalog』には、回路図の作成に使用するすべての電気エレメントに関する完全な参照情報が記載されています。

• 『Microwave Office Measurement Catalog』には、シミュレーションの出力として選択可能な「メジャメント」(たとえば、ゲイン、ノイズ、出力、電圧などの計算済みデータ)に関する完全な参照情報が記載されています。

VSSに関するドキュメントには以下のものがあります。

• 『VSS System Block Catalog』には、システムの作成に使用するすべてのシステム・ブロックに関する完全な参照情報が記載されています。

• 『VSS Measurement Catalog』には、シミュレーションの出力として選択可能なメジャメントに関する完全な参照情報が記載されています。

• 『VSS Modeling Guide』には、シミュレーションの基礎、RFモデリング機能、およびノイズ・モデリングに関する情報が記載されています。

3D EditorおよびAnalyst-MP(マルチフィジックスのEMの問題用のスタンドアロン製品)については、以下のドキュメントがあります。

• 『What's New in Analyst-MP 14』(Analyst_Whats_New.pdf)は、3D Layout EditorとAnalyst-MPの両方に新たに加えられた機能や強化された機能を紹介しています。

• 『Analyst Installation Guide』(Analyst_Install.pdf)では、Analystをインストールし、ノードロックまたはフローティング・ライセンス・オプションを設定する方法について説明しています。また、ライセンスの設定に関するトラブルシューティングのヒントも示しています。

• 『Analyst-MP Getting Started Guide』(Analyst_Getting_Started.pdf)では、Analyst-MPの使用方法をステップバイステップで例をあげて説明しています。

• 『Analyst User Guide』(Analyst_User_Guide.pdf)では、3D EditorとAnalyst-MPの概要を示し、ユーザ・インターフェース、構造、シミュレーション、後処理、変数、データ・ファイル、スクリプトに関する章が含まれています。

オンライン・ヘルプNI AWRDEのすべてのドキュメントはオンライン・ヘルプとして利用できます。

オンライン・ヘルプにアクセスするには、メニュー・バーの[Help]を選択するか、プログラム内の任意の場所でF1キーを押します。Element Browser内および回路図またはシス



テム・ダイアグラム内では、エレメントおよびシステム・ブロックに関する文脈依存ヘルプを利用できます。メジャメントに関する文脈依存ヘルプは、[Add/ModifyMeasurement]ダイアログ・ボックスから利用できます。

Webサイト・サポートサポートは、NI AWRのWebサイト(www.ni.com/awr)からも利用できます。このサイトへは、NI AWRDEスイートの[Help]メニューから直接移動できます。[Support]ページには、以下の情報へのリンクがあります。

• 最新のソフトウェア・バージョン• ナレッジ・ベース ― ユーザからよく寄せられる質問(FAQ)、アプリケーション・ノート、チュートリアル、サンプル・プロジェクト

• すべてのMicrowave Office、VSS、Analog Officeのドキュメント

技術サポート技術サポートは、月～金曜日の午前9:00から午後5:00まで(年末・年始・祝祭日・当社指定日除く)利用できます。

電話番号: 03-6735-7400 / Fax: 03-6735-7401 / 電子メール:<[email protected]>.



http://www.ni.com/awr

Chapter 2. AWR Design EnvironmentスイートNI AWR Design EnvironmentTM (NI AWRDE)スイートの基本設計フローを次のフロー・チャートに示します。

Create ProjectFile > New Project or File > New with Library

Set Units, Environment OptionsOptions > Project Options

Create Schematics/DiagramsProject > Add Schem./Sys. Diagram

View > View Schematic

(MWO/AO) Create LayoutView > View Layout

Set Frequency, Simulation Options(MWO/AO) Options > Def. Circuit Options

(VSS) Options > Def. System Options

Create Graphs/MeasurementsProject > Add Graph

Project > Add Measurement

Simulate Circuit(MWO/AO) Simulate > Analyze(VSS) Simulate > Run Sys. Sim.

Tuning(MWO/AO) Optimizing

Set Optimization Goals Manually Vary Parameters

Automatically:

Simulate > Optimize Simulate > Tune

Project > Add Opt Goal Simulate > Tune Tool

*Updates Schem./Sys. Diagrams*(MWO/AO) Updates Layout*Simulates*Updates Results/Graphs

Automatically:*Updates Schem./Sys. Diagrams*(MWO/AO) Updates Layout*Simulates*Updates Results/Graphs

この章では、NI AWR Design Environment (NI AWRDE)スイートで以下のタスクを実行するためのウィンドウ、メニュー、および基本操作について説明します。

• 設計を整理および保存するためのプロジェクトの作成• システム・ダイアグラム、回路図、およびEM構造の作成


• 回路図への回路エレメントの配置• システム・ダイアグラムへのシステム・ブロックの配置• システム・ダイアグラムおよび回路図へのサブ回路の組み込み• レイアウトの作成• 出力グラフの作成および表示• 回路図およびシステム・ダイアグラムのシミュレーション実行• シミュレーションのチューニング

注: 『Quick Reference』には、NI AWRDEを快適に利用するためのキーボード・ショートカット、マウス操作、およびヒントとコツのリストが記載されています。このドキュメントにアクセスするには[Help > Quick Reference]を選択します。

NI AWRプログラムの起動NI AWRDEスイートを起動するには、以下の手順に従います。

1.Windowsの[Start]ボタンをクリックします。2. [All Programs > AWRDE 14 > AWR Design Environment 14]を選択します。

以下のメイン・メニューが表示されます。


NI AWRプログラムの起動

Title bar

Menu bar

Toolbar

Project Browser

System diagramsCircuit schematics

TabsStatus Window

Status bar

Workspace

インストール中にNI AWRDEスイートを[Start]メニューに表示するように設定しなかった場合は、デスクトップの[My Computer]アイコンをダブルクリックし、このプログラムをインストールしたドライブとフォルダを開き、NI AWRDE アプリケーションのプログラム・ファイルMWOffice.exeをダブルクリックしてアプリケーションを起動します。

NI AWR Design Environmentスイート・コンポーネントNI AWRDEスイートは、線形および非線形回路図の作成、EM構造の設定、回路レイアウトの生成、システム・ダイアグラムの作成、シミュレーションの実行、およびグラフの表


NI AWRDesign Environmentスイート・コンポーネント

示に必要なウィンドウ、コンポーネント、メニュー選択項目、およびツールを備えています。多くの基本手順は、Microwave Office (MWO)、Visual System SimulatorTM (VSS)、およびAnalog Office (AO)に共通です。NI AWRDEスイートの主なコンポーネントは以下のとおりです。

説明コンポーネントタイトル・バーには開いているプロジェクトの名前と、そのプロジェクトで使用したプロセス設計キット(PDK)が表示されます。

タイトル・バー

ウィンドウ上部のメニュー・バーにはMWO、VSS、AOのさまざまなタスクを実行する一連のメニューが配置されています。

メニュー・バー

メニュー・バーのすぐ下にあるツールバーにはよく使用されるコマンドのショートカット・ボタンが配置されていて、新しい回路図の作成、

ツールバー

シミュレーションの実行、パラメータや変数の値のチューニングなどを行います。使用可能なボタンは、設計環境内で使用中の機能やアクティブなウィンドウ(またツールバー・ボタン・グループのカスタマイズ)によって異なります。ボタンの上にカーソルを置くとボタンの名前や機能が表示されます。ワークスペースは回路図やダイアグラムの設計、EM構造の描画、レイアウトの表示と編集、およびグラフの表示をするための領域です。ス

ワークスペース

クロールバーを使用してワークスペース内を移動できます。また、[View]メニューのズーム・インおよびズーム・アウト機能を使用することもできます。デフォルトではウィンドウの左側に表示されます。現在アクティブなプロジェクトを定義しているデータとコンポーネントの完全な集合で

Project Browser([Project]タブ)

す。回路図、システム・ダイアグラムとEM構造、シミュレーションの周波数設定、出力グラフ、ユーザ・フォルダなどの項目がツリー構造のノードに整理されます。Project Browserは、NI AWRDEを最初に開いたとき、または[Project]タブをクリックしたときにアクティブになります。Project Browser内のノードを右クリックすると、関連コマンドのメニューが表示されます。Element Browserには、回路図を作成するための回路エレメントと、シミュレーション用のシステム・ダイアグラムを作成するためのシス

ElementBrowser

テム・ブロックの包括的な一覧表が表示されます。デフォルトでは、([Elements]タブ) [Elements]タブをクリックしたときに、Project Browserに代わって

左側に表示されます。レイアウト・マネージャは、レイアウトの表示および描画、レイアウト・セルの新規作成、およびアートワーク・セル・ライブラリを使用

レイアウト・マネージャ([Layout]タブ) した作業のためのオプションを備えています。デフォルトでは、

[Layout]タブをクリックしたときに、Project Browserに代わって左側に表示されます。


NI AWRDesign Environmentスイート・コンポーネント

説明コンポーネントステータス・ウィンドウには、現在の操作またはシミュレーションに関するエラー、警告、および情報メッセージが表示されます。デフォ

ステータス・ウィンドウ

ルトでは、[StatusWindow]タブをクリックしたときに、ワークスペースの下部に表示されます。

([StatusWindow]タブ)

設計環境ウィンドウの最下部に表示されるバーで、ハイライトされている内容に応じた情報が表示されます。たとえば、回路図内のエレメ

ステータス・バー

ントが選択されているときは、そのエレメントの名前とIDが表示されます。ポリゴンが選択されているときは、レイヤおよびサイズ情報が表示され、グラフ上のトレースが選択されているときは、掃引パラメータの値が表示されます。

多くの機能やコマンドは、メニューおよびツールバーから、また場合によってはProjectBrowserのノードを右クリックして、呼び出すことができます。このガイドの説明には、特定タスクを呼び出す方法がすべて記載されているわけではありません。

基本操作このセクションでは、NI AWRDEスイートでシミュレーション設計およびプロジェクトを作成するためのウィンドウ、メニュー選択項目、およびコマンドについて取り上げます。使用の詳細については、次の章で説明します。

プロジェクトの作業設計を作成してシミュレーションを実行するための最初の手順は、プロジェクトを作成することです。プロジェクトでは、設計およびそれに関連するすべてのものをツリー状の構造に整理し、管理します。

プロジェクトの内容

MWO、VSS、およびAOはNI AWRDEスイートに完全に統合されているため、VSSを使用してシステム設計に基づくプロジェクト、あるいはMWOまたはAOを使用して回路設計に基づくプロジェクトを開始できます。プロジェクトでは、最終的にすべてのエレメントを組み合わせることができます。プロジェクト内のすべてのコンポーネントおよびエレメントは、Project Browserで表示できます。また、変更を行った場合は、関連するエレメントに自動的に反映されます。

1つのプロジェクトに、任意の設計のセットと、1つ以上の線形回路図、非線形回路図、EM構造、またはシステム・レベルのブロックを含めることができます。また、グローバル・パラメータ値、インポート・ファイル、レイアウト・ビュー、出力グラフなど、設計に関連するすべてのものも含めることができます。


基本操作

プロジェクトを作成する、開く、保存する

NI AWRDEスイートを最初に起動したときに、「Untitled Project」というタイトルの空のデフォルト・プロジェクトがロードされます。一度にアクティブにできるプロジェクトは1つのみです。アクティブなプロジェクトの名前は、メイン・ウィンドウのタイトル・バーに表示されます。

プロジェクトを作成した(名前を付けた)後に、設計を開始できます。その後、シミュレーションを実行し、設計を解析したり、結果をさまざまなグラフ形式で表示できます。さらに、目的とする応答を得るために、必要に応じてパラメータ値や変数をチューニングまたは最適化できます。また、設計のレイアウトを生成し、そのレイアウトをDXF、GDSII、またはGerberファイルに出力することが可能です。設計を新たに開始するための詳細なガイドラインについては、『UserGuide』の「Appendix B, New Design Considerationsin User Guide」を参照してください。

プロジェクトを作成するには、[File > New Project]を選択します。[File > Save ProjectAs]を選択して、新しいプロジェクトに名前を付け、書き込み先のディレクトリを指定します。プロジェクト名がタイトル・バーに表示されます。

既存のプロジェクトを開くには、[File >OpenProject]を選択します。現在のプロジェクトを保存するには、[File > Save Project]を選択します。プロジェクトを保存すると、そのプロジェクトに関連付けられたすべてのものが自動的に保存されます。NI AWRプロジェクトは*.empファイルとして保存されます。

プロジェクト例を開く

NI AWRには、インストール・ディレクトリにいくつかのプロジェクト例(*.empファイル)があり、重要な概念、プログラム機能、特定のエレメントの使用法が説明されています。

このガイドで参照しているプロジェクト例を検索して開くには、以下の手順に従います。

1. [File > Open Example]を選択します。

[Open Example Project]ダイアログ・ボックスが開き、プロジェクト名と、各プロジェクト例に関連付けられたキーワードの列が表示されます。

2.「getting_started」というキーワードを使用してリストをフィルタします。これを行うには、Ctrlキーを押しながら[Keywords]列ヘッダをクリックし、ダイアログ・ボックスの下部にあるテキスト・ボックスに「getting_started」と入力します。

下図に示すように、例のリストがフィルタされ、「getting_started」キーワードに関連付けられているプロジェクトのみが表示されます。


基本操作

注:例は、キーワードやファイル名でフィルタできます。列ヘッダの逆三角形は、フィルタした列を示します。フィルタに使用する列を変更するには、Ctrlを押しながら列ヘッダをクリックします。

テスト・ベンチのインポート

NI AWRには、ミキサ、増幅器、発振器など、さまざまな用途に合わせた設計ガイドとして役立ついくつかのテスト・ベンチの例があります。これらのテスト・ベンチは、作業中のプロジェクトにインポートできるように設定されています。

テスト・ベンチをプロジェクトにインポートするには、以下の手順に従います。

1. [File > Import Project]を選択します。2. C:\Program Files\AWR\AWRDE\14\Examples\またはC:\Program Files

(x86)\AWR\AWRDE\14\Examples\に移動し、必要なテスト・ベンチをインポートします。下図に示すように、テスト・ベンチのプロジェクト・ファイル名の前には"TESTBENCH"が付いています。


基本操作

での回路図およびネットリストの操作 MWO回路図は回路のグラフィック表現で、ネットリストはテキストベースの記述です。

回路図を作成するには、Project Browserで[Circuit Schematics]を右クリックして[NewSchematic]を選択し、回路図名を指定します。

ネットリストを作成するには、Project Browserで[Netlists]を右クリックして[NewNetlist]を選択し、ネットリストの名前とタイプを指定します。

回路図またはネットリストに名前を付けると、ワークスペースにその回路図またはネットリストのウィンドウが開き、Project Browserの[Circuit Schematics]または[Netlists]のサブノードとして新しい項目が表示されます。また、メニュー・バーとツールバーには、回路図またはネットリストの作成やシミュレーションを行うためのコマンド選択項目やボタンが新たに表示されます。


基本操作

A Schematic window orNetlist window opens inthe workspace

Right-click and chooseNew Schematic

or

Right-click and chooseNew Netlist

VSSでのシステム・ダイアグラムの操作システム・ダイアグラムを作成するには、Project Browserで[SystemDiagrams]を右クリックして[NewSystemDiagram]を選択し、システム・ダイアグラムの名前を指定します。


基本操作

Right-click and chooseNew System Diagram

A System Diagram windowopens in the workspace

システム・ダイアグラムに名前を付けると、ワークスペースにそのシステム・ダイアグラムのウィンドウが開き、Project Browserの[SystemDiagrams]のサブノードとして新しい項目が表示されます。また、メニュー・バーとツールバーには、システムの作成やシミュレーションを行うためのコマンド選択項目やボタンが新たに表示されます。

Element Browserの使用Element Browserでは、回路図の回路エレメントおよびシステム・ダイアグラムのシステム・ブロックが階層構造のグループに整理された包括的なデータベースにアクセスできます。Element BrowserのLibrariesフォルダには、メーカから提供されたさまざまな電気モデルやSパラメータ・ファイルが含まれています。


基本操作

回路エレメントには、モデル、ソース、ポート、プローブ、測定デバイス、データ・ライブラリ、およびモデル・ライブラリなどがあり、これらのエレメントは線形および非線形シミュレーションのために回路図に配置できます。

システム･ブロックには、システム・シミュレーションのためのチャネル、計算ツール、メータ、サブ回路、およびその他モデルが含まれます。

• エレメントまたはシステム･ブロックを表示するには、[Elements]タブをクリックします。Project BrowserウィンドウがElement Browserに置き換わります。

• モデル・カテゴリを展開したり折りたたんだりするには、カテゴリ名の左側にある[+]または[-]記号をクリックします。これにより、サブカテゴリの表示/非表示を切り替えることができます。カテゴリ/サブカテゴリをクリックすると、下部ウィンドウ・ペインに使用可能なモデルが表示されます。ウィンドウ内にモデルを表示しきれない場合は、垂直スクロール・バーが表示され、スクロールすることによってすべてのモデルを確認できます。

• モデルを回路図またはシステム・ダイアグラムに配置するには、該当するモデルを単純にクリックしてウィンドウにドラッグし、マウス・ボタンを放します。次に、必要に応じて右クリックして回転し、位置を決定し、クリックして配置します。

• モデル・パラメータを編集するには、回路図またはシステム・ダイアグラム・ウィンドウ内のエレメントのグラフィックをダブルクリックします。[Element Options]ダイアログ・ボックスが表示され、ここで新しいパラメータ値を指定できます。また、回路図またはシステム・ダイアグラム内の値をダブルクリックし、表示されるテキスト・ボックスに新しい値を入力しても、個々のパラメータ値を編集できます。編集する場合に次のパラメータに移動するには、Tabキーを押します。


基本操作

Expand, then clickdesired subcategory

Elements tab diplays theElements Browser

Drag the desiredmodel into schematicor system diagramwindow

Buttons for addingground and ports

注: [Add Circuit Element]ダイアログ・ボックスまたは[Add System Block]ダイアログ・ボックスを表示してエレメントを検索するには、[Draw > More Elements]を選択します。フィルタに使用する列を変更するには、Ctrlを押しながら列ヘッダをクリックします。

回路図へのサブ回路の追加

サブ回路を使用すると、回路図にサブ回路を組み込んで(別の回路図内に回路図を挿入して)、階層的な回路を構築することができます。回路ブロックとして回路図、ネットリスト、EM構造、またはデータ・ファイルを使用できます。

• サブ回路を回路図に追加するには、Element Browserで[Subcircuits]をクリックします。下部ウィンドウに使用可能なサブ回路が表示されます。これには、プロジェクトに


基本操作

関連付けられているすべての回路図、ネットリスト、およびEM構造の他、プロジェクトに定義されているインポート・データ・ファイルも含まれます。

• データ・ファイルをサブ回路として使用するには、まず、そのファイルを作成するか、プロジェクトに追加する必要があります。新しいデータ・ファイルを作成するには、[Project > Add Data File > New Data File]を選択します。既存のデータ・ファイルをインポートするには、[Project> Add Data File> Import Data File]を選択します。新たに作成した、またはインポートしたデータ・ファイルは、Element Browserの使用可能なサブ回路のリストに自動的に表示されます。

• 目的のサブ回路を配置するには、該当するサブ回路を単純にクリックして回路図ウィンドウにドラッグし、マウス・ボタンを放します。次に、位置を決定し、クリックして配置します。

• サブ回路パラメータを編集するには、回路図ウィンドウで該当するサブ回路を選択し、右クリックして[Edit Subcircuit]を選択します。ワークスペースに回路図、ネットリスト、EM構造、またはデータ・ファイルが表示されます。編集は、個々の回路ブロック・タイプを編集するときと同じ方法で行えます。

システム・ダイアグラムへのサブ回路の追加

サブ回路を使用すると、階層的なシステムを構築したり、回路のシミュレーション結果をシステム・ブロック図に直接インポートしたりできます。

• システム・ダイアグラムにサブ回路を追加するには、[Project >AddSystemDiagram>NewSystemDiagram]を選択するか、Element Browserで[Import SystemDiagram]を選択し、[System Blocks]の下の[Subcircuits]をクリックします。下部ウィンドウに使用可能なサブ回路が表示されます。

• 目的のサブ回路を配置するには、該当するサブ回路を単純にクリックしてシステム・ダイアグラム・ウィンドウにドラッグし、マウス・ボタンを放します。次に、位置を決定し、クリックして配置します。

• サブ回路パラメータを編集するには、システム・ダイアグラム・ウィンドウで該当するサブ回路を選択し、右クリックして、[Edit Subcircuit.]を選択します。

• システム・ダイアグラムをサブ回路として別のシステム・ダイアグラムに追加するには、まずサブ回路として指定するシステムにポートを追加する必要があります。

回路図とシステム・ダイアグラムにポートを追加

回路図またはシステム・ダイアグラムにポートを追加するには、Element Browserで[Ports]カテゴリを展開します。[Circuit Elements]または[System Blocks]の下で、[Ports]または、そのサブグループの1つ、例えば、[Harmonic Balance]などをクリックします。下部ウィンドウに使用可能なモデルが表示されます。


基本操作

ポートを回路図またはシステム・ダイアグラム・ウィンドウにドラッグし、必要に応じて右クリックして回転します。次に、位置を決定し、クリックして配置します。

ショートカットを利用してポートおよびグランドを配置するには、ツールバーの[Ground]または[Port]ボタンをクリックし、グランドまたはポートの位置を決定し、クリックして配置します。

ポート・パラメータを編集するには、回路図またはシステム・ダイアグラム・ウィンドウで該当するポートをダブルクリックし、[Element Options]ダイアログ・ボックスを表示します。

注:配置した後にポート・タイプを変更するには、ポートをダブルクリックし、ダイアログ・ボックスの[Port]タブで[Port type]を選択します。

エレメントとシステム・ブロック・ノードの接続

エレメントのノードが接するようにノードを配置することにより、エレメントを直接接続することができます。接続を示す小さい緑色のボックスが表示されます。エレメントをワイヤで接続することも可能です。

• エレメントまたはシステム・ブロック・ノードをワイヤで接続するには、ノード上にカーソルを置きます。カーソルがワイヤ・コイル・シンボルになります。この位置でクリックしてワイヤの始点にマークを付け、曲げが必要な位置までマウスをスライドさせます。再度クリックして、曲げポイントのマークを付けます。複数の曲げを作成することができます。

• 最後に追加したワイヤ・セグメントを元に戻すには右クリックします。• 別のワイヤからワイヤを開始するには、ワイヤを選択し、右クリックして[Addwire]を選択します。次に、クリックしてワイヤの始点にマークを付けます。

• ワイヤを終了するには、別のエレメント・ノード上または別のワイヤ上をクリックします。

• ワイヤをキャンセルするには、Escキーを押します。

ネットリストにデータを追加

ネットリストを作成すると、空のネットリスト・ウィンドウが開き、ここに回路図のテキストベースの記述を入力できます。ネットリスト・データは特定の順序でブロックに整理され、各ブロックでは、単位、イクエーション、エレメント接続など、エレメントのそれぞれ異なる属性が定義されます。ネットリストの作成の詳細については、“Creating aNetlist” in User Guideを参照してください。


基本操作

EM構造の作成

EM構造は、たとえばエア・ブリッジ付きスパイラル・インダクタのような、任意のマルチレイヤの電気構造です。

EM構造を作成するには、Project Browserで[EM Structures]ノードを右クリックし、[New EM Structure]を選択します。

EM構造名を指定してシミュレータを選択すると、ワークスペースにEM構造ウィンドウが開き、Project Browserの[EMStructures]の下に新しいEM構造が表示されます。新しいEM構造のサブノードには、そのEM構造を定義および記述するオプションが含まれます。これらのサブノードは、“での回路図およびネットリストの操作MWO”の手順に従って表示することができます。また、メニューおよびツールバーに、EM構造の描画およびシミュレーションのための選択項目が新たに表示されます。


基本操作

Right-click and chooseNew EM Structure

An EM structure windowopens in the workspace

EM構造描画の追加

EM構造を描画する前に、エンクロージャを定義する必要があります。エンクロージャでは、構造の各レイヤの境界条件や誘電体などを指定します。

エンクロージャを定義するには、Project Browserで新しいEM構造の下の[Enclosure]をダブルクリックします。これにより、必要な情報を指定できるダイアログ・ボックスが表示されます。

エンクロージャの定義後、レイアウト・マネージャで矩形導体、ビア、エッジ・ポートなどのコンポーネントを描画できます。


基本操作

EM構造は、2D (Project BrowserでEM構造ノードをダブルクリック)と3D (ProjectBrowserでEM構造ノードを右クリックして[View 3D EM Layout]を選択)で表示できます。また、EM 3D Layoutツールバーの[Animate]ボタンを使用して、電流と電場を表示できます。

Click to open theLayout Manager

Double-click to definean Enclosure

Display 2D and 3Dviews of the structure


基本操作

でレイアウトの作成 MWOレイアウトは回路の物理表現の表示です。レイアウト内では、回路図の各コンポーネントがレイアウト・セルで表されます。オブジェクト指向のNI AWRDEでは、レイアウトは回路図とEM構造に緊密に統合されており、単純に同じ回路の別の表示です。回路図またはEM構造を変更すると、その変更は対応するレイアウトに自動的に即座に反映されます。

回路図のレイアウト表現を作成するには、回路図ウィンドウをクリックしてアクティブにし、[View > Layout]を選択します。レイアウト・ウィンドウ・タブが開き、回路図のレイアウトが自動的に生成され、表示されます。

回路図がアクティブな状態でツールバーの[View Layout]ボタンをクリックしても、回路図のレイアウトを表示できます。

その結果、レイアウトでは、レイアウト・ウィンドウ内に電気コンポーネントを表すレイアウト・セルが生成されます。レイアウト・セルの面を相互にスナップさせるには、[Edit> Select All]を選択し、次に[Edit > Snap Together]を選択します。下図は、前の図でスナップ操作を行った後のレイアウトです。

[View > Layout]を選択すると、対応する回路コンポーネントがマイクロストリップ、コプレナ導波路、ストリップ線路エレメントなどの一般的な電気コンポーネントに対してデフォルト・レイアウト・セルとともに自動的に生成されます。レイアウトが生成されると、回路ウィンドウには、デフォルトのレイアウト・セルにマッピングされないコンポーネントが青で表示され、デフォルトのレイアウト・セルがないコンポーネントがマゼンタで表示されます。レイアウト・セルのないコンポーネントについては、レイアウト・マネージャを使用してレイアウト・セルを作成するかインポートする必要があります。詳細については、“レイアウト・マネージャの使用”を参照してください。


基本操作

回路レイアウト・ウィンドウで描画ツールを使用して、基板のアウトラインを作成したり、バイアス用のDCパッドを描画したり、他の詳細をレイアウトに追加することができます。このモードでは、レイアウトは回路エレメントの一部ではないため、スナップ・プロセスの一部として移動しません。

レイアウト属性および描画プロパティの変更

レイアウト属性と描画プロパティを変更し、デフォルト・セルのないエレメント用のレイアウト・セルを新たに作成するには、[Layout]タブをクリックしてレイアウト・マネージャを開きます。

Right-click to import an LPF

Right-click to import a celllibrary or create your ownusing a Cell editor

Click the Layout tab todisplay the Layout Manager

Active layers for viewingand drawing

Right-click to modify layoutattributes

レイアウト・マネージャの使用

レイアウト・マネージャの[LayerSetup]ノードでは、描画プロパティ(線の色、レイヤ・パターンなど)、3Dプロパティ(厚さなど)、レイヤ・マッピングなどのレイアウト属性を定義します。レイヤ属性を変更するには、[LayerSetup]ノードの下にあるノード(前の図では「default.lpf」という名前のノード)をダブルクリックします。[Layer Setup]を右クリックして[Import ProcessDefinition]を選択することで、レイヤ・プロセス・ファイル(LPF)をインポートして、これらの属性を定義することもできます。

レイアウト・マネージャの[Cell Libraries]ノードでは、デフォルト・レイアウト・セルのないエレメントのアートワーク・セルを作成できます。強力なCell Editorには、形状の減算および連結のためのブール演算、座標入力、配列コピー、任意の回転、グループ化、配列ツールなどの機能が備わっています。また、GDSIIやDXFなどのアートワーク・セル・ライブラリをNI AWRDEスイートにインポートすることもできます。インポートす


基本操作

るには、[Cell Libraries]ノードを右クリックし、[Import GDSII Library]または[ImportDXF Library]を選択します。

セル・ライブラリの作成またはインポート後、ライブラリをブラウズして目的のレイアウト・セルを選択し、レイアウトに組み込むことができます。[+]および[-]の記号をクリックしてセル・ライブラリの展開/折りたたみを行い、目的のライブラリをクリックします。下部ウィンドウに使用可能なレイアウト・セルが表示されます。

Expand and contract,click desired library

Drag layout cell intolayout window

セル・ライブラリを定義した後は、回路図エレメントにセルを割り当てることができます。また、セルを回路図レイアウトで直接使用することもできます。これを行うには、セルをクリックして開いている回路図レイアウト・ウィンドウにドラッグし、マウスボタンを放して位置を設定し、クリックして配置します。

回路図レイアウトをGDSII、DXF、またはGerber形式にエクスポートするには、レイアウト・ウィンドウをクリックしてアクティブにし、[Layout>ExportLayout]を選択します。セル・ライブラリからレイアウト・セルをエクスポートするには、レイアウト・マネージャでセル・ノードを選択し、右クリックして[Export Layout Cell]を選択します。


基本操作

出力グラフとメジャメントの作成回路およびシステムのシミュレーション結果をさまざまなグラフ形式で表示することができます。シミュレーションの実行前に、グラフを作成し、プロットするデータまたはメジャメント(例:ゲイン、ノイズ、散乱係数)を指定します。

グラフを作成するには、Project Browserで[Graphs]を右クリックして[New Graph]を選択します。これにより、グラフ名およびグラフ・タイプを指定するためのダイアログ・ボックスが表示されます。ワークスペースに空のグラフが表示され、グラフ名がProjectBrowserの[Graphs]の下に表示されます。以下のグラフ・タイプが使用できます。

説明グラフ・タイプ一般には周波数に対して、メジャメントをx-y軸に表示します。

長方形

複素信号の同相(実)成分対直交(虚)成分を表示します。

コンスタレーション

パッシブ・インピーダンスまたはアドミタンスを単位半径の反射係数チャートに表示します。

スミス・チャート

メジャメントのマグニチュードと角度を表示します。

極座標

メジャメントをヒストグラムとして表示します。ヒストグラムメジャメントの掃引範囲を角度として、またメジャメントのデータ範囲をマグニチュードとして表示します。

アンテナ・プロット

一般には周波数に対して、メジャメントを数値の列で表示します。

表

メジャメントを3Dグラフに表示します。3Dプロット

プロットするデータを指定するには、Project Browserで新しいグラフの名前を右クリックして[Add Measurement]を選択します。以下のような[Add Measurement]ダイアログ・ボックスが表示され、ここでメジャメントの包括的なリストから選択することができます。


基本操作

シミュレーション周波数の設定とシミュレーションの実行MWOのシミュレーション周波数を設定するには、Project Browserで[Project Options]ノードをダブルクリックするか、[Options>ProjectOptions]を選択し、[Project Options]ダイアログ・ボックスの[Frequencies]タブで周波数値を指定します。デフォルトでは、すべての回路図のシミュレーションにこの周波数が使用されます。この周波数は、回路図ごとに上書きすることができます。これを行うには、Project Browserで[CircuitSchematics]の下の回路図名を右クリックし、[Options]を選択します。次に、[Frequencies]タブをクリックし、[Use project defaults]チェック・ボックスをクリアして、周波数値を指定します。

VSSのシステム・シミュレーション周波数を設定するには、Project Browserで[SystemDiagrams]ノードをダブルクリックするか、[Options>Default SystemOptions]を選択し、[System Simulator Options]ダイアログ・ボックスの[Basic]タブで周波数値を指定します。


基本操作

アクティブなプロジェクトに対してシミュレーションを実行するには、[Simulate >Analyze]を選択します。プロジェクトのさまざまなドキュメントに適切なシミュレータ(線形シミュレータ、ハーモニック・バランス非線形シミュレータ、3D平面EMシミュレータなど)を使用して、プロジェクト全体に対してシミュレーションが自動的に実行されます。

シミュレーションの完了後、メジャメントの出力をグラフに表示し、必要に応じて簡単にチューニング/最適化することができます。

[Graphs]ノードまたはそのサブノードを右クリックして、開いているグラフのみ、特定のグラフのみ、またはグラフ上の特定のメジャメントのみを解析することにより、限定的なシミュレーションを実行できます。

シミュレーションのチューニングと最適化

リアルタイム・チューナを使用すると、チューニングを行いながらシミュレーションへの効果を確認することができます。また、最適化（オプティマイザ）を使用すると、ユーザが設定した最適化ゴールを達成するように最適化を行いながら、回路パラメータ値および変数の変更をリアルタイムに確認することができます。これらの機能については、線形シミュレータに関する章で詳しく説明します。

ツールバーの[Tune Tool]ボタンをクリックすることもできます。チューニングするパラメータを選択し、[Tune]ボタンをクリックして値をチューニングします。 As you tune or


基本操作

optimize, the schematics and associated layouts are automatically updated! シミュレーションを再実行した場合は、プロジェクトの変更部分のみが再計算されます。

コマンド・ショートカットの使用キーボード・コマンド・ショートカット(ホットキー)を使用すると、NI AWRDEでの効率を大幅に向上させることができます。デフォルトのメニュー・コマンド・ショートカットは、シミュレーションや最適化、Project Browser、Element Browser、レイアウト・マネージャ間のナビゲーションなど、一般的な多くのアクションに使用できます。デフォルトのショートカットはメニューに表示されますが、[Tools > Hotkeys]を選択するとカスタム・ホットキーを作成できる[Customize]ダイアログ・ボックスが表示されます。

スクリプトとウィザードの使用スクリプトおよびウィザードを使用すると、NI AWRDEの機能をカスタマイズして自動化したり拡張したりできます。これらの機能は、C、Visual BasicTM、Javaなどの任意の汎用言語でプログラム可能なCOM自動化準拠サーバであるMicrowave Office APIにより実装されます。

スクリプトは、NI AWRDE内で回路図の自動作成タスクなどの処理を行うために作成できるVisual Basicプログラムです。スクリプトにアクセスするには、[Tools > ScriptingEditor]を選択するか、[Scripts]メニューの任意のオプションを選択します。

ウィザードは、フィルタ合成ツールやロード・プル・ツールなど、NI AWRDE用のアドオン・ツールを作成するために記述できるダイナミック・リンク・ライブラリ(DLL)です。ウィザードは、Project Browserの[Wizards]ノードの下に表示されます。

オンライン・ヘルプの使用オンライン・ヘルプでは、NI AWRDEスイートのウィンドウ、メニュー選択項目、およびダイアログ・ボックスの他、設計概念に関する情報を参照できます。

オンライン・ヘルプにアクセスするには、設計作成中にいつでも、メイン・メニュー・バーの[Help]を選択するかF1キーを押します。表示されるヘルプ・トピックは文脈に依存します。すなわち、アクティブなウィンドウや選択されているオブジェクトのタイプによって異なります。以下に例を示します。

• アクティブなウィンドウ = グラフ、ヘルプ・トピック = 「Working with Graphs」• アクティブなウィンドウ = 回路図(何も選択されていない状態)、ヘルプ・トピック =「Schematics and System Diagrams in the Project Browser」


スクリプトとウィザードの使用

• アクティブなウィンドウ = 回路図(エレメントが選択された状態)、ヘルプ・トピック= そのエレメントのヘルプ・ページ

• アクティブなウィンドウ=回路図(イクエーションが選択された状態)、ヘルプ・トピック = 「Equation Syntax」

• アクティブなウィンドウ=回路図のレイアウト(何も選択されていない状態)、ヘルプ・トピック = 「Layout Editing」

文脈依存ヘルプは、以下の方法でも利用できます。

• 多くのダイアログ・ボックスの[Help]ボタンをクリックする• Element Browserでモデルまたはシステム・ブロックを右クリックして[ElementHelp]を選択します。または、エレメントを回路図で選択するかシステム・ダイアグラムでシステム・ブロックを選択して[F1]を押します。あるいは、[Element Options]ダイアログ・ボックスで[Element Help]ボタンをクリックします。

• [Add/Modify Measurement]ダイアログ・ボックスで[Meas Help]ボタンをクリックする

• キーワード(例: オブジェクト、オブジェクト・モデル、Visual Basic構文)を選択し、NI AWR Script Development EnvironmentでF1を押してヘルプを表示する


オンライン・ヘルプの使用


オンライン・ヘルプの使用

Chapter 3. AO: Analog Officeでのシミュレーションこの章では、Analog OfficeTMでのさまざまなシミュレーションについて、わかりやすく説明します。Analog Officeでのシミュレーションは、メジャメントに基づいています。メジャメントが設定されていなければ、回路を解析できません。回路の解析後に、新しいメジャメントを追加すると、パラメータやシミュレーションの設定が既存のメジャメントに対して変更されていなければ、新しいメジャメントに限定して回路が解析されます。以降の回路例については、ツールの使用法を説明することに重点を置いているため、極めてわかりやすく一般的な内容にまとめています。本書の以降の章で紹介する設計例では、Analog Officeの主要な機能を説明しています。ファウンドリ・ライブラリを使用している場合、Element Browserでは、ファウンドリ名のサブカテゴリに含まれている[Libraries]ノードの下に、ライブラリのエレメントが表示されます。

Analog Officeとその機能の詳細については、AWRのWebサイト(www.ni.com/awr)を参照してください。

NI AWRナレッジ・ベースで公開されている以下の記事も参考になります。

• How to Change the Color in Schematic and Layout• How to Change the Component Text Size

この章では、以下の手順について説明します。

• シミュレーションの設定• グラフとメジャメントの追加• 回路のチューニング• DC解析の実行• 小信号AC解析の実行• ハーモニック・バランスおよび過渡解析の実行

注: 『Quick Reference』には、NI AWR Design EnvironmentTM (NI AWRDE)を快適に利用するためのキーボード・ショートカット、マウス操作、およびヒントとコツのリストが記載されています。このドキュメントにアクセスするには[Help > Quick Reference]を選択します。

DC解析このシンプルなBJT増幅器の例では、解析されたDC電圧および電流による回路図のアノテーション機能を使用します。


http://www.ni.com/awr?


新しいプロジェクトの作成この章で作成する例は、BJT_Amp_Complete.empという名前で完成形が用意されています。[Getting Started]例題プロジェクトのリストからこのファイルにアクセスするには、[File> Open Example]を選択して[Open Example Project]ダイアログ・ボックスを表示します。Ctrlキーを押しながら[Keywords]列ヘッダをクリックし、ダイアログ・ボックスの下部にあるテキスト・ボックスに「getting_started」と入力します。この例題ファイルは参考資料として使用することができます。

プロジェクトを作成するには、以下の手順に従います。

1. [File > New Project]を選択します。2. [File > Save Project As]を選択します。[Save As]ダイアログ・ボックスが表示されます。

3.プロジェクトを保存するディレクトリに移動し、プロジェクト名に「BJT_Amp.emp」と入力して、[Save]をクリックします。

デフォルトのプロジェクト単位の設定デフォルトのプロジェクト単位を設定するには、以下の手順に従います。

1. [Options > Project Options]を選択します。[Project Options]ダイアログ・ボックスが表示されます。

2. [Global Units]タブをクリックし、設定が下図の設定と一致していることを確認します。単位は、表示ボックスの右側にある矢印をクリックして選択できます。


DC解析

3. [OK]をクリックします。

回路図の作成回路図を作成するには、以下の手順に従います。

1. [Project > Add Schematic > New Schematic]を選択します。[New Schematic]ダイアログ・ボックスが表示されます。

2.「DCBias」と入力し、[Create]をクリックします。ワークスペースに回路図ウィンドウが表示され、Project Browserの[Circuit Schematics]の下に回路図が表示されます。

3. [Elements]タブをクリックして、Element Browserを表示します。Project BrowserウィンドウがElement Browserに置き換わります。

4. [Circuit Elementsの下の[Nonlinear]カテゴリを名前の左側にある[+]をクリックして展開し、[BJT]グループをクリックします。

5.下部のウィンドウに表示されたモデルのリストから、GBJT3モデルを選択して「DCBias」回路図にドラッグし、マウス・ボタンを放します。

6.回路図のGBJT3モデルをダブルクリックし、[Element Options]ダイアログ・ボックスを表示します。[Parameters]タブで、[Show Secondary]ボタンをクリックし、モデルの2次パラメータをすべて表示します。パラメータはデフォルト値に設定されています。

7. CJEパラメータを「0.3」、TFパラメータを「0.01」、CJCパラメータを「0.3」にそれぞれ変更して、[OK]をクリックします。

8. [Lumped Element]カテゴリを展開し、[Resistor]グループをクリックします。9.抵抗(RES)を選択して、回路図にドラッグします。下図に示すように抵抗をコレクタに接続し、この手順を繰り返して、下図に示すように抵抗をBJTのベースおよびエミッタに追加します。抵抗をクリックして配置する前に、右クリックして回転させてください。詳細については、「エレメントおよびシステム・ブロック・ノードの接続」および「Element Browserの使用」を参照してください。

10. RESエレメントをダブルクリックします。[Element Options]ダイアログ・ボックスで、以下の回路図に示す値にパラメータを変更します。他の2つのRESエレメントについても、この手順を繰り返します。

注:回路図に表示されているパラメータ値をそのままダブルクリックして、テキスト・ボックスを開いてパラメータを変更することもできます。


DC解析

11. Element Browserの[Circuit Elements]で[Sources]カテゴリを展開し、[DC]グループをクリックします。DCVSエレメント(DC電圧源)を選択して、下図に示すように、回路図に接続します。下図の値と一致するようにパラメータを変更します。

ノードへのグランドの配置

ノードにグランドを追加するには、以下の手順に従います。

1. [Draw > Add Ground]を選択します。2.下図に示すように、カーソルを回路図の上に移動し、グランドをDCVSの下部ノードの位置に合わせ、クリックして配置します。

3.この手順を繰り返して、グランドをRe抵抗に追加します。

C

B

E

1

2

3

GBJT3ID=GP1

RESID=RcR=500 Ohm

RESID=RB1R=22000 Ohm

RESID=ReR=100 Ohm

DCVSID=V1V=3.3 V

ヒント: 回路図でエレメントの追加/移動/貼り付けを行う際、エレメント間のノードの位置が合うと、推測線が表示されます。推測によって位置合わせされたエレメントを配置して接続線を自動的に追加するには、Shiftキーを押します。

回路図の電圧および電流のバック・アノテーション回路のバック・アノテーションを行うには、以下の手順に従います。


DC解析

1. Project Browserで、[Circuit Elements]の下の[DC Bias]回路図を右クリックし、[AddAnnotation]を選択します。

2.下図に示す設定に基づいて、すべてのエレメントのDC電流を計算するメジャメントを追加し、[OK]をクリックします。

3.同様に、DC電圧を計算する以下のメジャメントを追加して、[OK]をクリックします。


DC解析

回路の解析回路を解析するには、[Simulate > Analyze]を選択するか、ツールバーの[Analyze]ボタンをクリックします。電流および電圧が回路図ウィンドウに表示されます。

C

B

E

1

2

3

GBJT3ID=GP1

0.0885mA1.35V

5.27mA0.666V

5.36mA0.536V

RESID=RcR=500Ohm

5.27mA

RESID=RB1R=22000Ohm

0.0885mA

RESID=ReR=100Ohm

5.36mA

DCVSID=V1V=3.3V

5.36mA3.3V

0 V

回路のチューニングAnalogOfficeでは、簡単な対話型の操作で回路をチューニングします。この例では、ベース抵抗RB1をチューニングして、アノテーション結果の変化を解析します。

パラメータをチューニングするには、以下の手順に従います。

1. [Simulate > Tune Tool]を選択するか、ツールバーの[Tune Tool]ボタンをクリックします。

2.カーソルを回路図ウィンドウに移動して、Tune Toolのカーソルを確認します。TuneToolでRB1抵抗のRパラメータをクリックします。Rパラメータの色が変化して、チューニング可能な状態であることを示します。回路図の任意の場所をクリックし、TuneToolを非アクティブにします。


DC解析

3. [Simulate > Tune]を選択するか、ツールバーの[Tune]ボタンをクリックし、Tunerを表示します。このチューナで、RB1抵抗のRパラメータ(値の範囲)が表示されます。必要に応じて、この値を編集できます。

4.チューナ・バーをスライドさせて、Rの異なる値に対して、回路図でDC電圧および電流の値がどのように変化するか確認します。チューナをスライドさせると、APLACシミュレータが新しい値を自動的に計算して表示します。

5.元の値に戻すには、[Restore]をクリックし、Tunerを閉じます。

DC掃引DC掃引を実行するには、以下の手順に従います。

1.下図に示すように、DCVSエレメントの名前をダブルクリックし、編集ボックスをアクティブにします。エレメントの名前をDC_Vに変更して、ボックスの外側をクリックします。エレメントが動的電圧源DC_Vに置き換えらます。回路図のDCVSエレメントを右クリックして、[SwapElement]を選択することもできます。エレメントのリストから、DC_Vを選択して、[OK]をクリックします。

DC_VID=V1Sweep=NoneV=3.3 V

Double-click hereto change theelement name

2. 下図に示すように、スィープパラメータを設定して、[OK]をクリックします。


DC解析

3. Element Browserで、[MeasDevice]カテゴリを展開して、[Probes]グループをクリックします。V_PROBEエレメントを選択して、下図に示すように、BJTエレメントのノード2に接続します。この方法で、ノードの電圧を簡単にメジャメントできます。次の章で紹介するように、プローブを使用せずに測定する方法もあります。

C

B

E

1

2

3

GBJT3ID=GP1

RESID=RcR=500 Ohm

RESID=RB1R=22000 Ohm

RESID=ReR=100 Ohm

V_PROBEID=VP1

DC_VID=V1Sweep=LinearVStart=0 VVStop=5 VVStep=0.1 V


DC解析

グラフの追加グラフを追加するには、以下の手順に従います。

1. Project Browserで[Graphs]を右クリックし、[NewGraph]を選択します。ツールバーの[Add New Graph]ボタンをクリックすることもできます。[New Graph]ダイアログ・ボックスが表示されます。

2.グラフ・タイプに[Rectangular]を選択し、グラフの名前に「DCSweep」と入力して、[Create]をクリックします。ワークスペース内のウィンドウに新しいグラフが表示され、グラフ名がProject Browserの[Graphs]の下にサブノードとして表示されます。

メジャメントの追加

グラフにメジャメントを追加するには、以下の手順に従います。

1. Project Browserで「DC Sweep」グラフを右クリックし、[Add Measurement]を選択します。[Add Measurement]ダイアログ・ボックスが表示されます。ツールバーの[Add New Measurement]ボタンをクリックすることもできます。


DC解析

2. 下図に示されている設定を指定して([Measurement Type]で、[Nonlinear]ノードを展開してこれらのオプションを表示)メジャメントを追加し、[OK]をクリックします。

3. [Simulate > Analyze]を選択するか、ツールバーの[Analyze]ボタンをクリックします。下図に示すように、シミュレーション結果が表示されます。

0 1 2 3 4 5Voltage (V)

DCSweep

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

VDC(V_PROBE.VP1) (V)DC Bias.AP_DC


DC解析

解析後のチューニングこの例では、ベース抵抗をチューニングしながら、DC掃引曲線の変化を解析します。さらに、DC掃引源のチューニングの効果についても確認します。

グラフでチューニングの効果を確認するには、以下の手順に従います。

1. Project Browserの[Circuit Schematics]および[DCBias]で、アノテーション・メジャメントをダブルクリックします。[Edit Schematic Annotation]ダイアログ・ボックスで、「DC_V.V1」が[Selectwith tuner]に設定されていることを確認し、[OK]をクリックします(変更が必要ない場合でも[OK]をクリックします)。他のアノテーション・メジャメントについても、この手順を繰り返します。

2. [Simulate > Tune]を選択するか、ツールバーの[Tune]ボタンをクリックし、VariableTunerを表示します。追加のVdcパラメータ(指標値の範囲)がチューナに表示されます。

3. RB1抵抗のRパラメータのチューナ・バーをスライドさせます。Rの異なる値に対して、「DC Sweep」グラフがどのように変化するか確認します。

4. Vdcのチューナ・バーをスライドさせて、DC源を掃引します。チューナの数値は、実際のDC値ではなく、掃引点の数です。チューナ・バーをスライドさせて、Vdc源の有効値ごとに回路図の電流および電圧の値がどのように変化するかを確認します。ただし、「DC Sweep」グラフは変化しません。これらの値はメモリに格納されており、チューナのスライドに応じて表示されることに注意してください。ユーザがVdc値を変更しても、AnalogOfficeは回路のシミュレーションを再度実行しません。ただし、RB1が変化すると、新しい掃引データが再解析で生成されます。

5.元の値に戻すには、[Restore > Initial]をクリックし、Tunerを閉じます。

小信号AC解析このセクションでは、小信号AC解析を実行して、線形電圧ゲインを確認します。

回路図のコピー既存の回路図をコピーして変更するには、以下の手順に従います。

1. Project Browserで、[Circuit Schematics]の下の「DC Bias」回路図を選択して[CircuitSchematics]ノードにドラッグし、マウス・ボタンを放します。「DC Bias_1」という名前の新しい回路図ウィンドウが表示されます。

2. Project Browserで「DC Bias_1」を右クリックし、[Rename]を選択します。回路図の名前を「Small Signal」に変更します。


小信号AC解析

3. Element Browserで、[LumpedElement]カテゴリを展開して、[Capacitor]グループをクリックします。キャパシタ(CAP)を選択して、「Small Signal」回路図にドラッグします。下図に示すように、合計3つのキャパシタ(CAP)を回路図に接続します。必要に応じて、右クリックで回転させます。

4.前の「DC Sweep」セクションと同様に、DC_VエレメントをDCVSエレメントで置き換えます。

5.下図に示すように、キャパシタとソースのパラメータを編集します。

ノードへのポートの配置

ノードにポートを配置するには、以下の手順に従います。

1. [Draw > Add Port]を選択します。2.下図に示すように、カーソルを回路図の上に移動し、ポートをC1キャパシタ・ノードの位置に合わせ、クリックして配置します。

3.この手順を繰り返して、ポートをC2キャパシタ・ノードに追加します。

ツールバーの[Port]ボタンをクリックし、カーソルを回路図にスライドさせて、ポートを追加することもできます。

4.下図に示すように、ポートのパラメータを編集します。

C

B

E

1

2

3

GBJT3ID=GP1

RESID=RcR=500 Ohm

RESID=RB1R=2.2e4 Ohm

RESID=ReR=100 Ohm

V_PROBEID=VP1

CAPID=C1C=39 pF

CAPID=C2C=39 pF

CAPID=C3C=22 pF

DCVSID=V1V=3.3 V

PORTP=1Z=0.001 Ohm

PORTP=2Z=500 Ohm


小信号AC解析

周波数掃引の設定周波数掃引を設定するには、以下の手順に従います。

1. [Options > Project Options]を選択します。[Project Options]ダイアログ・ボックスで、[Frequencies]タブをクリックします。下図に示すように、周波数を設定して、[Apply]をクリックします。[Current Range]の下に、周波数リストが表示されます。


メジャメントの設定メジャメントを設定するには、以下の手順に従います。

1.「Bode Plot」という名前の新しい方形グラフを追加します。2.下図の設定を用いて、電圧ゲインのマグニチュードに関するメジャメントを追加します。


小信号AC解析

3. [Add]をクリックします。4. [dB]チェック・ボックスの選択を解除し、次に[Complex Modifier]で[Angle]を選択してフェーズをプロットします。その後で[Add]ボタンをクリックし、[Close]ボタンをクリックします。

5.「Bode Plot」グラフ・ウィンドウ内を右クリックし、[Options]を選択するか、グラフ内の凡例ボックスをダブルクリックします。[Axes]タブをクリックし、[Chooseaxis]で[X]を選択し、[Log scale]チェック・ボックスを選択します。

6. [Choose axis]の下の[Right 1]を選択し、[Add axis]ボタンをクリックして、追加のy軸をLeft 2およびRight 2として追加します。

7. [Measurements]タブをクリックし、下図に示す設定を指定して、[OK]をクリックします。同じプロットの左右のy軸に対するマグニチュードおよびフェーズをプロットすることもできます。


小信号AC解析

8. [Simulate > Analyze]を選択するか、ツールバーの[Analyze]ボタンをクリックします。下図に示すように、シミュレーション結果が表示されます。

.001 .01 .1 1 10 100Frequency (GHz)

Bode Plot

-40

-20

0

20

40-200

-100

0

100

200DB(|VTG(2,1)|)Small Signal

Ang(VTG(2,1))(Deg)Small Signal

9. 「DC Bias」回路図を開いて、RB1抵抗のチューニングを無効にします。[Simulate >Tune Tool]を選択するか、ツールバーの[Tune Tool]ボタンをクリックし、Rパラメータをクリックしてチューニングを無効にします。パラメータ値は黒字に変化します。回路図の任意の場所をクリックし、Tune Toolを非アクティブにします。


小信号AC解析

10.「Small Signal」回路図で、[Simulate > Tune]を選択するか、ツールバーの[Tune]ボタンをクリックし、Tunerを表示します。RB1の値を変化させて、ゲインがどのように変化するか解析します。元の値に戻すには、[Restore]をクリックします。

過渡解析この例では、APLACシミュレータを使用してハーモニック・バランス・シミュレーションと過渡シミュレーションの両方に対応する回路を設定します。ハーモニック・バランス・シミュレーションでは回路の定常状態動作を計算するのに対して、過渡シミュレーションでは過渡プロセスを追跡します。この2つのシミュレーション結果が成立するための条件として、以下の2つの条件があります。

• 定常状態動作のために、過渡シミュレーションは定常状態(長期にわたる刻み時間を経て、過渡効果が消える状態)に達するまで実施されます。

• 過渡効果について、ハーモニック・バランス・シミュレーションは大周期で実施される(トリガ信号がリピートされる前に、小さな基本周波数で過渡効果が消える。ただし、多数の高調波でも、急激な過渡が十分に表現される)。

各ケースは、回路のAC (正弦)信号源とパルス電圧源を使用して実証されます。

大信号解析大信号解析を実行するには、以下の手順に従います。

1. Project Browserで「Small Signal」回路図を右クリックし、[Duplicate]を選択します。「Small Signal_1」という名前で回路図が複製されます。

2. Project Browserで「Small Signal_1」を右クリックし、[Rename]を選択します。回路図の名前を「Large Signal」に変更します。

3. RB1抵抗のチューニングを無効にします。[Simulate>TuneTool]を選択するか、ツールバーの[Tune Tool]ボタンをクリックし、Rパラメータをクリックしてチューニングを無効にします。回路図の任意の場所をクリックし、Tune Toolを非アクティブにします。

4.「PORT1」を右クリックし、[Toggle Enable]を選択して無効にします。無効になったポートは灰色で表示されます。

5.出力ポートのポート番号(Pパラメータ)を「1」に変更します。(新しいV_PROBEを追加する場合、PORT2を500オームの抵抗で置き換えてグランドに接続することもできます)。

6. Element Browserで、[Sources]カテゴリを展開して、[AC]グループをクリックします。下図に示すように、動的AC電圧源(AC_V)とグランドを回路図に追加します。図の


過渡解析

ように、AC_Vエレメント・パラメータを編集します。AC_Vのデフォルト設定は「Signal=Pulse」であり、この設定を「Signal=Sinusoid」に変更する必要があることに注意してください。

C

B

E

1

2

3

GBJT3ID=GP1

RESID=RcR=500 Ohm

RESID=RB1R=2.2e4 Ohm

RESID=ReR=100 Ohm

V_PROBEID=VP1

CAPID=C1C=39 pF

CAPID=C2C=39 pF

CAPID=C3C=22 pF

DCVSID=V1V=3.3 V

AC_VID=V2Signal=SinusoidSpecType=Use doc freqsSpecBW=Use doc # harmsSweep=NoneTone=1Mag=0.05 VAng=0 DegOffset=0 VDCVal=0 VACMag=1 VACAng=0 Deg

PORTP=1Z=0.001 Ohm

PORTP=1Z=500 Ohm

シミュレーションの設定

シミュレーションを設定するには、以下の手順に従います。

1. Project Browserで、「Large Signal」回路図を右クリックして[Options]を選択します。

2. [Options]ダイアログ・ボックスで[Frequencies]タブをクリックし、[Use projectdefaults]チェック・ボックスの選択を解除します。[Singlepoint]チェック・ボックスを選択し、[ModifyRange]の下の[Point (GHz)]に「1」を指定します。その後で[Apply]ボタンをクリックします。

3. [APLAC Sim]タブをクリックして、[Common Simulator Options ()]、[Transient Options]パラメータを下図に示すように設定します。


過渡解析

4. [Show Secondary]ボタンをクリックして[Show only last two periods]を選択してから、[OK]をクリックして設定を保存します。


グラフとメジャメントを追加するには、以下の手順に従います。


過渡解析

1. 「Time Domain」という名前の方形グラフを追加します。

2.下図に示す設定を使用し、出力電圧波形のメジャメントを作成して、[Add]をクリックします。([Measurement Type]で、[Nonlinear]ノードを展開して[Voltage]を表示します。)

3. [Simulator]に[APLAC Trans]を選択して追加のメジャメントを作成し、[Add]をクリックします。

4.入力電圧波形の[MeasurementComponent]に[AC_V.V2]を選択して、[Add]をクリックし、[Close]ボタンをクリックします。

5. [Simulate > Analyze]を選択するか、ツールバーの[Analyze]ボタンをクリックします。下図に示すように、過渡シミュレーションとハーモニック・バランスの結果はほぼ一致するはずです。この場合、過渡シミュレーションはハーモニック・バランス設定を使用しています。過渡波形の分解能を改善するために、Tone1のハーモニック数を増やすこともできます。


過渡解析

0 0.5 1 1.5 2Time (ns)

TimeDomain

-1

-0.5

0

0.5

1 Vtime(PORT_1,1)[*] (V)Large_Signal.AP_HB

Vtime(PORT_1,1)[*] (V)Large_Signal.AP_TR

Vtime(AC_V.V2,1)[*] (V)Large_Signal.AP_HB

6. 2つ目の凡例のパラメータ・マーカを無効にするには、「TimeDomain」グラフ・ウィンドウ内を右クリックして[Options]を選択するか、凡例をダブルクリックして[GraphOptions]ダイアログ・ボックスを表示します。[Markers]タブで、[Param markersenabled]チェック・ボックスの選択を解除し、[OK]をクリックします。

7.「Spectrum」という名前の別の方形グラフを追加します。

8.下図に示す設定を使用し、出力電圧スペクトルのメジャメントを作成して、[Apply]をクリックします。


過渡解析

9. [Simulator]に[APLACTrans]を選択して追加のメジャメントを作成します。その後に[Add]をクリックし、[Close]ボタンをクリックします。

10.「Spectrum」グラフ・ウィンドウ内を右クリックし、[Options]を選択して、[GraphOptions]ダイアログ・ボックスを表示します。[Axes]タブの[Choose axis]で[Left1]を選択し、[Auto limits]チェック・ボックスの選択を解除します。[Log scale]チェック・ボックスを選択し、[Min]に「0.001」を、[Max]に「1」を指定します。[Apply]をクリックし、次に[OK]をクリックします。

11.シミュレーションを実行します。下図のグラフに示すように、シミュレーション結果が表示されます。

0 1 2 3 4 5Frequency (GHz)

Spectrum

.001

.01

.1

1|Vharm(PORT_1)|[*] (V)LargeSignal

|Vharm(PORT_1)|[*] (V)LargeSignal.AP_TR

パルス信号パルス信号によるシミュレーションを実行するには、以下の手順に従います。

1.「Large Signal」回路図のコピーを作成して、名前を「Pulse Signal」に変更します。

2. Project Browserで、「Pulse Signal」回路図を右クリックし、[Options]を選択します。[Options]ダイアログ・ボックスの[Frequencies]タブで、[Single Point]チェック・ボックスを選択し、[Modify Range]の下の[Point (GHz)]に「0.005」と入力します。その後で[Apply]ボタンをクリックします。

3. [Harmonic Balance Options]の下にある[APLAC Sim]タブをクリックし、[Tone 1Harmonics]の値として「4096」を入力します。


過渡解析

4. [Transient Options]の下の同じタブで、設定が次の図に示すものと一致していることを確認します。

5. [Transient AnalysisOptions]の下の同じタブで[Use project defaults]チェック・ボックスの選択を解除し、[Transient Preset]を[Accurate]に変更します。(この設定は通常必要ではありませんが、この場合はシミュレータ間での緊密な一致を保証します。)

6. 回路図で、AC電圧源(AC_V)をダブルクリックし、[Signal]パラメータを[Pulse]に変更します。パラメータが変化したことを確認します。下図に示す値にパラメータを編集します。


過渡解析

7. 「Time Domain Pulse」という名前の新しい方形グラフを追加します。

8. APLACハーモニック・バランス・シミュレータとAPLAC Transシミュレータの両方でPORT_1の「Pulse Signal」回路図のグラフに、Vtimeメジャメントを追加します([Nonlinear]カテゴリを展開し、[Measurement Type]に[Voltage]、[Measurement]に[Vtime]をそれぞれ選択)。

9.シミュレーションを実行します。長い時定数と短いパルスにより、正確なAPLACハーモニック・バランスの結果を得るにはTone 1に4096の高調波が必要であり、大規模な回路では実用的ではない可能性があります。

10.「Time Domain Pulse」グラフを右クリックし、[Options]ダイアログ・ボックスを表示します。[Axes]タブで、[Choose axis]の下で[x]を選択し、[Auto limits]チェック・ボックスの選択を解除します。[Min]に「0」、[Max]に「10」を指定し、[Apply]および[OK]をクリックします。


過渡解析

0 2 4 6 8 10Time (ns)

TimeDomainPulse

-0.5

0

0.5

1

1.5Vtime(PORT_1,1)[*] (V)Pulse_Signal.AP_HB

Vtime(PORT_1,1)[*] (V)Pulse_Signal.AP_TR


過渡解析

Chapter 4. AO: IV曲線メジャメント以下の例では、Analog OfficeTMの重要な機能をいくつか紹介します。この演習では、nmos用のシンプルなIV曲線メジャメントを扱い、ハーモニック・バランス・シミュレータを使用して結果を表示します。


• プロジェクトおよび回路図の新規作成• プロジェクトのデフォルト値の設定• グラフとメジャメントの追加• シミュレーションの実行と結果の解析• DC電流駆動の電流トレーサ・エレメント・ブロックによるIV曲線の表示• パラメータのチューニング、レイアウトの表示、結果の解析


NMOSのIV曲線この例では、NMOSのIV特性を表示します。この章で作成する例は、iv_curve.empという名前で完成形が用意されています。[Getting Started]例題プロジェクトのリストからこのファイルにアクセスするには、[File > Open Example]を選択して[Open ExampleProject]ダイアログ・ボックスを表示します。Ctrlキーを押しながら[Keywords]列ヘッダをクリックし、ダイアログ・ボックスの下部にあるテキスト・ボックスに「getting_started」と入力します。この例題ファイルは参考資料として使用することができます。

新しいプロジェクトの作成新しいプロジェクトを作成するには、以下の手順に従います。

1. [File > New with Library > AWR Example Libraries > Generic_GenBic35]を選択します。

2. [File > Save Project As]を選択します。[Save As]ダイアログ・ボックスが表示されます。


3. プロジェクトを保存するディレクトリに移動し、プロジェクト名に「iv_curve」と入力して、[Save]をクリックします。

デフォルトのプロジェクト単位の設定デフォルトのプロジェクト単位を設定するには、以下の手順に従います。

1. [Options > Project Options]を選択します。[Project Options]ダイアログ・ボックスが表示されます。

2. [Global Units ]タブをクリックし、設定が下図の設定と一致していることを確認します。単位は、表示ボックスの右側にある矢印をクリックして選択できます。


回路図の作成回路図を作成するには、以下の手順に従います。

1. [Project > Add Schematic > New Schematic]を選択するか、Project Browserで[Circuit Schematics]を右クリックし、[New Schematic]を選択します。

2.「IVnmos」と入力し、[Create]をクリックします。ワークスペースに回路図ウィンドウが表示され、Project Browserの[Circuit Schematics]の下に回路図ノードが表示されます。


NMOSのIV曲線

回路図へのエレメントの配置回路図ウィンドウの右側および下部にあるスクロール・バーを使用して、操作する回路図の各部分を確認します。回路図全体を確認するには、[View > View All]を選択します。

回路図にエレメントを配置するには、以下の手順に従います。

1. Element Browserで、[Circuit Schematicsノードの[Libraries]カテゴリを展開して、[Generic GenBic35]グループを展開します。[CMOS]サブグループをクリックし、nmos1エレメントを選択して、下図に示すように回路図に配置します。

2. [MeasDevice]カテゴリを展開し、[IV]グループをクリックします。IVCURVE エレメント(DC電流/電圧曲線トレーサ)を選択して、下図に示すように、回路図に配置してnmosに接続します。ワイヤ・ツールをアクティブにするには、カーソルを任意の端子に移動します(下図に示すようにIVCURVEパラメータを表示するテキスト・ブロックを移動して、より明確に接続を表示できます)。

D

G

S

1

2

3

4

Gen:Bic35:nmos1ID=M1l=0.35 umng=1w=5 um

Swp Step

IVCURVEID=IV1VSWEEP_start=0 VVSWEEP_stop=4 VVSWEEP_step=1 VVSTEP_start=-1 VVSTEP_stop=0 VVSTEP_step=0.2 V

3. [Interconnects]カテゴリで、グランド(GND)エレメントを選択するかツールバーの[Ground]ボタンをクリックして、カーソルを回路図に移動します。前の図に示すように、nmosエレメントのノード3にグランドの位置を合わせ、クリックして配置します。


NMOSのIV曲線

4. 前の図に示すように、ワイヤを追加して、nmosエレメントのノード3および4を接続します。

エレメント・パラメータの編集エレメント・パラメータを編集するには、以下の手順に従います。

1. IVCURVEエレメントをダブルクリックします。[Element Options]ダイアログ・ボックスが表示されます。

2.下図に示すように、掃引パラメータを設定して、[OK]をクリックします。

注:回路図に表示されているパラメータ値をダブルクリックして、テキスト・ボックスを開いてパラメータを個別に変更することもできます。

グラフの追加グラフを追加するには、以下の手順に従います。

1. Project Browserで[Graphs]を右クリックし、[NewGraph]を選択します。ツールバーの[AddNewGraph]ボタンをクリックすることもできます。[Create Graph]ダイアログ・ボックスが表示されます。

2.グラフ・タイプに[Rectangular]を選択し、グラフの名前に「IV nmos」と入力して、[Create]をクリックします。グラフがワークスペース内のウィンドウに表示され、Project Browserの[Graphs]の下にサブノードとして表示されます。


NMOSのIV曲線


グラフにメジャメントを追加するには、以下の手順に従います。

1. Project Browserで「IV nmos」グラフを右クリックし、[Add Measurement]を選択します。ツールバーの[Add Measurement]ボタンをクリックすることもできます。[Add Measurement]ダイアログ・ボックスが表示されます。

2.下図の設定を用いてメジャメントを追加し、[OK]をクリックします。

シミュレーションの実行と結果の解析シミュレーションを実行して結果を解析するには、以下の手順に従います。

1. [Simulate > Analyze]を選択するか、ツールバーの[Analyze]ボタンをクリックします。下図のグラフに示すように、シミュレーション結果が表示されます。


NMOSのIV曲線

0 1 2 3 4 5Voltage (V)

IV nmos

0

2

4

6

8

IVCurve()(mA)IV nmos.AP_DC

2. [File > Save Project]を選択して、プロジェクトを保存します。

nmosパラメータのチューニングとグラフおよびレイアウトの表示このセクションでは、デバイスの幅およびフィンガをチューニングしながら、レイアウトおよびiv特性の変化を確認します。

1.「IV nmos」回路図を選択して、アクティブにします。次に、[Simulate>TuneTool]を選択してツールをアクティブにします。

2.回路図で、ngパラメータとWパラメータをクリックしてチューニング可能にして(チューニング可能なパラメータは青色で表示)、Escキーを押してTune Toolを非アクティブにします。

3.ツールバーの[View Layout]ボタンをクリックし、nmosのレイアウト・ビューを表示します。[View > View Layout]を選択することもできます。


NMOSのIV曲線

4. ツールバーの[View3DLayout]ボタンをクリックし、nmosの3Dビューを表示します。[View > View 3D Layout]を選択することもできます。

5.ツールバーの[Tune]ボタンをクリックし、Tunerを表示します。[Simulate > Tune]を選択することもできます。2つのパラメータ列(1つはWパラメータ、もう1つはngパラメータ)があることに注意してください。

6. Tunerで、下図に示すように、Wおよびngの[Max]パラメータをそれぞれ「20」および「5」に設定します。Wのチューナ・バーをスライドさせて、電流曲線がどのように移動するか確認します。また、回路図で値が更新され、それに伴ってレイアウトが変化することを確認します。同様に、ngパラメータのチューナ・バーをスライドさせて確認します。すべてのウィンドウを同時に確認するには、[Window > Tile Vertical]を選択します。


NMOSのIV曲線

7. Tunerを閉じます。8.プロジェクトを保存して終了します。


NMOSのIV曲線

Chapter 5. AO: 差動ペア増幅器この例では、GenBic35という汎用bicmos設計キットを使用します。別の設計キットを使用している場合は、その設計キットでも、このチュートリアルを実行できます。使用する設計キットの種類に関係なく、Analog OfficeTMで実行する内容は同じです。

この例は、Analog Officeのレイアウト機能をわかりやすく説明するためのものであり、設計原理を解説するためのものではありません。結果の一部は、設計の観点からは望ましくない場合もありますが、ソフトウェアの機能を紹介することを目的として使用しています。この章では、以下の手順について説明します。

• 差動増幅器の回路図の作成• 回路の解析および最適化• レイアウト・セルの配置• ネットのルーティング• 相互接続部の抽出• ルーティング後シミュレーション


差動増幅器の回路図の作成とシミュレーションこの章で作成する例は、diff_amp.empという名前で完成形が用意されています。[GettingStarted]例題プロジェクトのリストからこのファイルにアクセスするには、[File >OpenExample]を選択して[Open Example Project]ダイアログ・ボックスを表示します。Ctrlキーを押しながら[Keywords]列ヘッダをクリックし、ダイアログ・ボックスの下部にあるテキスト・ボックスに「getting_started」と入力します。この例題ファイルは参考資料として使用することができます。

プロジェクトを作成するには、以下の手順に従います。

1. [File > New with library > AWR Example Libraries > Generic_GenBic35]を選択します。



3. プロジェクトを保存するディレクトリに移動し、プロジェクト名に「diff_amp」と入力して、[Save]をクリックします。

差動増幅器回路図の作成回路図を作成するには、以下の手順に従います。

1. [Project > Add Schematic > New Schematic]を選択するか、Project Browserで[Circuit Schematics]を右クリックして[New Schematic]を選択するか、ツールバーの[New Schematic]ボタンをクリックします。

2.「Diff_Amp」を回路図の名前として入力し、[Create]をクリックします。回路図ウィンドウが表示されます。

3. Element Browserで、[Libraries]カテゴリを展開して、[GenericGenBic35]グループを展開します。[Passives]サブグループをクリックし、下図に示すように、spiral_indエレメントを追加します。

4. [CMOS]サブグループをクリックし、nmos1エレメントを選択して、下図に示すように回路図に配置します。

5.下図に示すように、エレメントをワイヤ接続します。

Gen:Bic35:SPIRALID=L1NTURNS=2.5W=5 umS=2 umIDia=50 um

D

G

S

1

2

3

4



差動増幅器の回路図の作成とシミュレーション

6. Ctrl + Aを押してすべて選択し、[Edit > Mirror]を選択し、縦線をクリックして回路図内のnmosの右側またはインダクタ・エレメントにドラッグします。下図に示すように、複製されたデバイスが追加されます。


D

G

S

1

2

3

4



D

G

S

1

2

3

4


7. [Draw > Add Equation]を選択します。カーソルを回路図ウィンドウに移動すると、編集ボックスが表示されます。クリックしてイクエーション・ボックスを配置します。編集ボックスに「n=9.5」と(括弧を含めずに)入力して、編集ボックスの外側をクリックします。

8.同様に、下図に示すように、イクエーション「w=1」および「s=0.3」を回路図に追加します。

9. Shiftキーを押したままインダクタを1つずつクリックして選択し、いずれかのインダクタを右クリックして、[Properties]を選択します。[Element Options]ダイアログ・ボックスが表示されます。

10.下図に示すように、パラメータNTURNS=n、W=w、S=sを設定します。これで、両方のインダクタのパラメータが設定されます。

11.同様に、下図に示すように、nmosパラメータを設定して回路図でワイヤ接続します。



Gen:Bic35:SPIRALID=L1NTURNS=nW=w umS=s umIDia=50 um

D

G

S

1

2

3

4



D

G

S

1

2

3

4


n=9.5

s=0.3

w=1

ピンの追加1. Element Browserで、[Ports]カテゴリを展開します。PORT_NAMEエレメントを選択して、下図に示すように、回路図に追加します。




D

G

S

1

2

3

4



D

G

S

1

2

3

4


PCONN1

PCONN2

PCONN3

PCONN4

PCONN5

PCONN6

n=9.5

s=0.3

w=1

2. 下図に示すように、PORT_NAMEエレメントの名前をすべて変更します。この例の後の段階でシンボルを使用するとき適切に機能するように、名前は正確に(大文字小文字を含む)指定してください。




D

G

S

1

2

3

4



D

G

S

1

2

3

4


OutP

InP

Gnd

InN

OutN

Vdd

n=9.5

s=0.3

w=1

シンボルの作成1. Project Browserの[Wizards]ノードで[SymbolGenerator]ウィザードをダブルクリックして、[Symbol Generator]ダイアログ・ボックスを表示します。

2.下図に示すように、パラメータを入力します。



3. [OK]をクリックして、Diff_Amp回路図に基づいてシンボルを生成します。[Project >Circuit Symbols > Add Symbol]を選択して、記号を作成することもできます。

テスト・ベンチの作成1. 「Test_Bench」という名前の新しい回路図を作成します。

2.ツールバーの[Sub]ボタンをクリックし、「Diff_Amp」を選択して、回路図に追加します。

3. Project Browserで、[Circuit Schematics]を右クリックし、[Import Schematic]を選択します。C:\Program Files\AWR\AWRDE\14\ExamplesまたはC:\Program Files(x86)\AWR\AWRDE\14\Examplesディレクトリを参照して、Bias_T.schファイルを選択し、[Open]をクリックしてインポートします。以下の回路が表示されます。



CAPID=C1C=1000 pF

INDID=L1L=1000 nH

RF RF_DC

DC

4. 「Bias_T」回路図用のカスタム・シンボルを作成するには、Symbol Generatorウィザードを使用します。下図に示すように、パラメータを入力します。

5.「Test Bench」回路図を選択して、アクティブにします。ツールバーの[Sub]ボタンをクリックし、「Bias_T」を選択して、「Test Bench」回路図に追加します。

6.下図に示すように、別の「Bias_T」サブ回路を追加します。回路図の「Bias T」サブ回路をクリックして選択し、Ctrl+Cを押してコピーし、Ctrl+Vを押して貼り付けます。エレメントを配置するときに、Shiftキーを押したままエレメントを右クリックして反転させます。下図に示すように、クリックして配置します。



OutP

InP

Gnd

InN

OutN

Vdd

SUBCKTID=S1NET="Diff_Amp"

RF RF_DC

DC

SUBCKTID=S2NET="Bias_T"

RF RF_DC

DC


7. Element Browserで、[General]カテゴリを展開し、[Passive]グループを展開して、[PwrDivider]サブグループをクリックします。下図に示すように、SRC_CONVエレメントを回路図に追加します。このエレメントは、信号を差動信号に変換します。

8. Element Browserで、[Lumped Element]カテゴリを展開して、[Resistor]グループをクリックします。下図に示すように、2つのRESエレメントを「Diff Amp」サブ回路の出力ピンに追加します。抵抗IDが下図の値と一致していることを確認します。抵抗R1がノード[OutP]に接続され、抵抗R2がノード[OutN]に接続されます。両方のRパラメータを「1e6」に設定します。両方の抵抗のノード1 (「/」記号付き)が差動ペアに接続され、ノード2が接地されていることを確認します。

9.下図に示すように、別のRESエレメントをSRC_CONVエレメントのノード1に追加します。Rパラメータを「50」に設定します。

10. Element Browserで、[Sources]カテゴリを展開して、[AC]グループをクリックします。下図に示すように、AC_Vエレメントを回路図に追加します。Signalパラメータを「Sinusoid」に設定し、Magを「1」V、Angを「0」に設定します。残りのパラメータは変更せずにそのまま使用します。

11. Element Browserで、[Sources]カテゴリを展開して、[DC]グループをクリックします。下図に示すように、DCVSエレメントを回路図に追加します。vddピンに接続して



いるDCVSのVパラメータを「3.3」V、2つの「Bias T」サブ回路の間を接続しているDCVSのVパラメータを「2.6」Vにそれぞれ設定します。

AC_VID=V1Signal=SinusoidSpecType=Usedoc freqsSpecBW=Usedoc # harmsSweep=NoneTone=1Mag=1VAng=0DegOffset=0VDCVal=0VACMag=1VACAng=0Deg

RESID=R3R=50Ohm

VV

+ +

-

1 2

3

SRC_CONVID=X1

DCVSID=V2V=2.6V

RESID=R1R=1e6Ohm

RESID=R2R=1e6Ohm

DCVSID=V3V=3.3V

OutP

InP

Gnd

InN

OutN

Vdd


RF RF_DC

DC


RF RF_DC

DC


12.下図に示すように、エレメントがすべて接地されていることを確認します。電圧源、負荷抵抗器、および差動増幅器はすべて接地する必要があります。

シミュレーション設定とメジャメント1. [Options>ProjectOptions]を選択します。[Frequencies]タブをクリックし、[Sweep

Type]を[Linear]に設定します。次に、「0.2」、「3」、「0.2」をそれぞれ[Start(GHz)]、Stop(GHz)]、[Step(GHz)]に入力し、[Apply]および[OK]をクリックします。

2. DCアノテーションを追加するため、Project Browserで「Test_Bench」回路図を右クリックし、[AddAnnotation]を選択します。[Measurement]リストから、下図に示すように、[DCIA]を選択して、[Apply]をクリックします。



3. [Measurement]リストから[DCVA_N]を選択し、[Apply]をクリックします。4. [Measurement]リストから[OpPnt_DC_E]を選択し、[OK]をクリックします。5. [Simulate > Analyze]を選択するか、ツールバーの[Analyze]ボタンをクリックします。これで、DC動作ポイントが「Test_Bench」回路図に表示されます。

6.「Diff Amp」サブ回路をクリックし、ツールバーの[Edit Subcircuit]ボタン(青色の下向き矢印)をクリックします。DC電流および電圧のアノテーションが「Diff Amp」回路図にも追加されたことを確認します。カーソルをnmosの上に移動して、下図に示すように、デバイスの非線形DCシミュレータの動作ポイントがツール・チップとして表示されることを確認します。



7. [Project > Add Graph]を選択して、「Output Voltage」という名前の方形グラフを追加します。

8. [Project > Add Measurement]を選択し、[Measurement Type]の下の[Nonlinear]を選択し、下図に示す設定に基づいてメジャメントを追加します。[+MeasurementComponent]で[Component Browser]ボタンをクリックし、下図に示すように、回路図を表示します。[Testpoint]リストから[RES.R1@1]を選択し、[OK]をクリックします。同様に、[MeasurementComponent]に[RES.R2@1]を選択し、[OK]をクリックします。これらのノードは、Component Browserで開いている回路図のピンを直接クリックしても選択できます。



Click to open theComponent Browser

9. 「Time Waveform」という名前の方形グラフを別に追加します。



10.以下の設定に基づいて、出力時間電圧のメジャメントを「TimeWaveform」グラフに追加します。[Simulator]に[APLAC Trans]を選択していることを確認します。

11.同様に、下図に示すように、入力電圧波形のメジャメントを「TimeWaveform」グラフに追加します。



12. [Options > Default Circuit Options]を選択し、[APLAC]タブをクリックして、下図に示すように過渡パラメータを設定します。

13. [Simulate > Analyze]を選択するか、ツールバーの[Analyze]ボタンをクリックします。下図のグラフに示すように、シミュレーション結果が表示されます。

0.2 1.2 2.2 3Frequency (GHz)

OutputVoltage

0.45

0.5

0.55

0.6

0.65

0.7

|VcompD(RES.R1@1,RES.R2@1,1)| (V)Test Bench.AP_HB



0 2 4 6 8 10Time (ns)

TimeWaveform

-1

-0.5

0

0.5

1

p1p2

VtimeD(RES.R1@1,RES.R2@1,1)[T] (V)Test Bench.AP_TR

Vtime(AC_V.V1,1)[T] (V)Test Bench.AP_TR

p2: Freq = 0.2 GHz

p1: Freq = 0.2 GHz

14.ツールバーの[Tune]ボタンをクリックし、Tunerを表示します。チューナ・バーをスライドさせて、各周波数ポイントで時間波形がどのように変化するか確認します。

出力電圧の最適化ここでは回路を最適化して1V～1.5Vの出力電圧を達成します。最適化変数として、インダクタのバイアス電圧、幅、間隔を選択します。

1. Project Browserで、[Optimizer Goals]を右クリックして[Add Optimizer Goal]を選択します。[New Optimization Goal]ダイアログ・ボックスが表示されます。

2. [Measurement]からVcompメジャメントを選択し、下図に示すように、目標パラメータを設定して、[OK]をクリックします。



3. ステップ2を繰り返しますが、[Goal Type]には[Meas < Goal]、[Goal]には[1.5]を選択し、[OK]をクリックします。

4.「Test_Bench」回路図で、「Bias T」の印加DC電圧源をダブルクリックし、下図に示すように最適化パラメータを設定して、[OK]をクリックします。



5. 「Diff Amp」回路図で、式「s=0.3」を右クリックし、[Properties]を選択します。[Optimize]と[Constrain]を選択し、下図に示すように、[Lower bound]に「0.2」、[Upperbound]に「0.5」、[StepSize]に「0.1」を入力して、[OK]をクリックします。

6.式「w=1」に関してステップ5を繰り返して、 [Lower bound]を「0.8」に設定し、[Upper bound]を「2」に設定して、[Step Size]が「0.1」になっていることを確認します。

7. Project Browserで、「Time Waveform」グラフを右クリックし、[Disable AllMeasurements]を選択します。

8. [ Simulate > Optimize]を選択します。[Optimizer]ダイアログ・ボックスで、[Optimization Methods]に[Pointer- Robust Optimization]を選択し、[MaximumIterations]に「16」を入力します。

9. [Start]をクリックし、最適化プロセスを開始します。最適化プロセスが完了するまで、少し時間がかかります。最適化時には、出力電圧曲線のチューニングと、変数の変化を確認します。完了後、グラフは下図のようになります。この図のグラフは、最適化をさらに繰り返し実行することで得られます。バイアス電圧値をDCVSで2.47 Vに設定し、イクエーション「w=1.08」および「s=0.27」を設定して、最適化を繰り返し実行した後の値に合わせます。出力電圧が想定どおりにほぼ1Vから1.5Vの範囲であることを確認します。




Output Voltage

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

|VcompD(RES.R1@1,RES.R2@1,1)|(V)Test_Bench.AP_HB

10. [File > Save Project]をクリックします。

レイアウトの作成ファウンドリ・ライブラリ内でエレメントにあらかじめ用意されているレイアウト・セルを除いて、ユーザがすべてのレイアウト・セルを作成する必要があります。レイアウト・セルを作成する方法の詳細については、“Creating Artwork Cell Libraries” in MicrowaveOffice Layout Guideを参照してください。ルーティングは、インテリジェント・ネットまたはiNetsを使用して行います。

レイアウトのヒントとコツ以下のキーボード・ショートカットは、NI AWRDEのレイアウト機能を使用するときに役立ちます。

レイアウト機能キー操作拡大表示[+]キーを押します縮小表示[ - ]キーを押します全画面表示[Home]キーを押しますコーナー、エッジ、円の中心にスナップします

[Ctrl]キーを押して形状を選択し、マウスを動かします

座標を入力して形状を移動します形状を選択し、マウス・ボタンを押しながら、[Tab]キーまたは・バーを押します


レイアウトの作成

レイアウト機能キー操作レイヤード形状/エレメントを順番に選択します

レイヤード形状を押しながら[Ctrl+Shift ]を押します

メタル・レイヤを順番に移動しますiNetのルーティングで[Ctrl+Shift+]を押しますTM

これらは、デフォルトのショートカットです。独自にカスタマイズできます。

データベース単位とグリッド・サイズの編集データベース単位は、レイアウトの精度の最小単位であると定義されます。重要なポイントとして、このパラメータは、いったん設定したら変更しないようにしてください。データベース単位を変更すると、丸め誤差が発生し、レイアウト・ファイルで問題が生じる可能性があります。多くのIC設計がグリッドに基づいて行われることから、グリッド・サイズは重要な意味を持ちます。グリッドは、データベース単位のサイズ以上であることが求められます。グリッド乗数の最小単位は.1xであるので、グリッドをデータベース単位の10倍に設定して、グリッドがデータベース単位よりも小さくなる状況を回避する必要があります。

データベース単位およびグリッド・サイズを編集するには、以下の手順に従います。

1. [Options > Layout Options]を選択します。[Layout Options]ダイアログ・ボックスが表示されます。

2. [Layout]タブで、[Grid Spacing]を「0.1」に、[Database unit size]を「0.01」に設定し、[OK]をクリックします。通知メッセージが表示されるので、[Yes]をクリックします。



パッド・レイアウトの作成および割り当て1. Layout Managerで、[Cell Libraries]を右クリックし、[New GDSII Library]を選択します。表示された[Create New GDSII Cell Library]ダイアログ・ボックスで、新しいGDSIIライブラリ名に「Pads」と入力して、[OK]をクリックします。下図に示すように、新しく追加したGDSIIライブラリが[Cell Libraries]の下に表示されます。

2. [Pads] GDSIIライブラリの下の[New_GDS_Cell]を右クリックして、[RenameLayoutCell]を選択します。[Rename Cell]ダイアログ・ボックスで、新しいセル名に「Pad」と入力して、[OK]をクリックします。

3. [Pad]セルをダブルクリックし、Artwork Cell Editorを表示します。4. [Drawing Layers]の下の[Metal1]を選択します。5. [Draw > Rectangle]を選択し、カーソルを[Pad Artwork Cell Editor]ウィンドウの上に移動して、Tabキーを押します。[Enter Coordinates]ダイアログ・ボックスで、下図に示すように、xおよびyの値に「0」を入力します。[OK]をクリックします。



6. Tabキーを再度押します。[Enter Coordinates]ダイアログ・ボックスで、xおよびy値に「20」を入力し、[OK]をクリックして、20um×20umの四角形を作成します。

7.四角形を選択して右クリックし、[Create Pin]を選択します。[Create Pin]ダイアログ・ボックスで、[Artwork line]を選択し、[Artwork line type]を[Metal1]に設定し、適切なレイヤ上のiNetsをルーティングして、[OK]をクリックします。

8. [Layout > Update Cell Edits]を選択して、変更したアートワーク・セルを保存します。

9.「Diff Amp」回路図ウィンドウで、OutPピンをダブルクリックします。下図に示すように、[Layout]タブをクリックし、[Library Name]に[Pads]を選択して、[Pad]セルを選択します。[OK]をクリックします。

10.同様に、Shiftキーを押しながら残りのピン(Inp、InN、OutN、Vdd、Gnd)をクリックし、複数選択した状態で、パッド・レイアウト・セルをすべてのピンに割り当てます。



レイアウトと配置の表示この演習で使用するレイアウトの色は、下図に示す色とは異なる可能性がありります。色を変更するには、[Options > Drawing Layers]を選択して[Drawing Layer Options]ダイアログ・ボックスを表示し、左側の[General]ノードの下の[Drawing Layer 2d]をクリックして、色を選択します。

1.「Diff_Amp」回路図で、下図に示すように、スパイラル・インダクタおよびnmosのIDパラメータを編集します。

Gen:Bic35:SPIRALID=L1aNTURNS=nW=w umS=s umIDia=50 um

D

G

S

1

2

3

4

Gen:Bic35:nmos1ID=M1al=0.35 umng=50w=500 um

Gen:Bic35:SPIRALID=L1bNTURNS=nW=w umS=s umIDia=50 um

D

G

S

1

2

3

4

Gen:Bic35:nmos1ID=M1bl=0.35 umng=50w=500 um

OutP

InP

Gnd

InN

OutN

Vdd

n=9.5

s=0.27

w=1.08

2. 「Diff_Amp」回路図がアクティブな状態で、[View > View Layout]を選択するか、ツールバーの[ViewLayout]ボタンをクリックします。下図に示すように、回路図のレ



イアウト・ビューが表示されます。レイアウト・セルはランダムに配置されるので、実際のレイアウトは、下図と異なる可能性があります。赤色の線は、エレメント間の接続を示しています。

3.レイアウト・セルを設計ごとに任意の位置に手動で配置することも、配置機能を使用してセルを相対的なx-y方向に配置することもできます。この演習では、[Edit > PlaceAll]を選択します。[Place All]ダイアログ・ボックスで、[Min X Spacing]および[MinY Spacing]にそれぞれ「10」umおよび「10」umを入力して、[OK]をクリックします。この設定に基づいてレイアウト・セルは配置され、実際のレイアウトは下図に示すレイアウトのようになります。



4. ツールバーで[Grid Spacing]を[0.1x]に設定します。または、[Options > LayoutOptions]を選択して[Layout Options]ダイアログ・ボックスを表示し、[Layout]タブで[Grid spacing]を設定します。

5. [Draw > Symmetry Line]を選択し、レイアウト・ウィンドウの上部付近をクリックし、マウス・ボタンを押したままカーソルをドラッグし、下図に示すように、垂直な対称軸線を作成します。マウス・ボタンを放して、対称軸線を確定します。



6. レイアウト・ウィンドウで、Shiftキーを押したまま、左側のnmos、左側のスパイラル・インダクタ、および対称軸線を選択します。

7. [Edit > Mirror Placement]を選択します。下図に示すように、デバイスが配置されます。



8. 「Diff_Amp」回路図で、Vddネットをクリックして選択し、右クリックして、[HighlightOn]を選択します。カラー・パレット・ウィンドウが開きます。青色を選択して、[OK]をクリックします。下図に示すように、ワイヤが青色で表示されます。



Gen:Bic35:SPIRALID=L1aNTURNS=nW=w umS=s umIDia=50 um

D

G

S

1

2

3

4

Gen:Bic35:nmos1ID=M1al=0.35 umng=50w=500 um

Gen:Bic35:SPIRALID=L1bNTURNS=nW=w umS=s umIDia=50 um

D

G

S

1

2

3

4

Gen:Bic35:nmos1ID=M1bl=0.35 umng=50w=500 um

OutP

InP

Gnd

InN

OutN

Vdd

n=9.5

s=0.27

w=1.08

9. 「Diff_Amp」レイアウト・ウィンドウで、下図に示すように、Vddネットとその接続先のピンの色が青色に変化したことを確認します。図のように、ズームインしてVddパッドを選択します。



10. Vddパッドをクリックして選択し、下図に示す位置にドラッグします。



11.レイアウトまたは回路図ウィンドウでネットを右クリックし、[HighlightOff]を選択して、ネットのハイライト表示をオフにします。

ネットのルーティングレイアウト・セルの配置が完了したら、iNetを使用してネットのルーティングを開始できます。赤色の線またはRatsNestは接続ポイントを示しているだけであり、物理的な接続ではありません。

1. [Schematic Layout]ツールバーの[Show Routing Properties]ボタンをクリックするか、[Layout > ShowRoutingProperties]を選択します。[INet Routing]ダイアログ・ボックスが表示されます。[Use HV routing]チェック・ボックスを選択して、下図に示すように、パラメータを設定します。このウィンドウを開いたまま、ルーティングを設定できます。



2. レイアウト・ウィンドウで、Vddネット(2つのインダクタおよびVddパッドを接続しているRatsNest)をクリックします。下図に示すように、線がハイライト表示され、接続先のポイントも小さな正方形のボックスで表示されます。

3.ネットがハイライト表示されている状態で、ネットを右クリックして[Draw Route]を選択するか、[Draw > Draw Route]を選択して、下図に示すように、ルーティング・ツールをアクティブにします。ネットをダブルクリックしてもルーティングできます。ルーティング・ツールがアクティブになったときに、他のratsの線はすべてグレーアウト表示になり、選択したネットを簡単にルーティングできる状態になります。



4. Vddパッド内で、任意の場所をクリックするか、ハイライト表示されている正方形のボックスをクリックし、ルーティングを開始します。下図に示す位置にルーティング・ツールを移動して、1回クリックします。Metal1に対するルーティングが設定されたことを確認します。



5. 下図に示すように、ルーティング・ツールを左に移動します。ルーティング・ツールを移動すると、左側のインダクタ・レイアウトの接続ポイントに自動的に吸着します。1回クリックします。Metal2に対するルーティングが設定されたことを確認します。



6. Shift+Ctrlキーを押したまま、メタル・レイヤをクリックし、Metal3にルーティングします。左側のインダクタの接続ポイントを2回クリックし、ルーティングを終了します。これでネットが部分的にルーティングされました。



7. 反対側のルーティングを続けるには、Vdd RatsNestの部分をダブルクリックし、ルーティング・ツールをアクティブにします。ネットの最初の曲げ部分から、ルーティングを開始します。自動的に「重力によりスナップする」までカーソルを反対側に移動して、1回クリックします。

8. Shift+Ctrlキーを押したまま、マウス・ホイールを使用して、メタル・レイヤを順番に移動します。Metal3にルーティングします。右側のインダクタの接続ポイントを2回クリックし、ルーティングを終了します。これでネットのルーティングが完了しました。レイアウトは下図のようになります。



9. ルーティングの設定でメタル・レイヤを変更しているときに、ビアが自動的に追加されることに注意してください。

ネットのMetal2およびMetal3のジャンクションで拡大します。ビアが配列で存在することを確認します。ビア配列をダブルクリックし、ドラッグ・ハンドルをアクティブにします。いずれかのドラッグ・ハンドルをドラッグし、ビア配列のサイズがどのように変化するか確認します。ビアを詳細に表示するため、3Dビューを表示して、メタル・ジャンクションにズームインします。

10.同様に、下図に示すように、Metal 2のGndネット部分をルーティングします。



11.レイアウト・ウィンドウでVddパッドを右クリックし、[Shape Properties]を選択して[Cell Options]ダイアログ・ボックスを表示します。[Use for anchor]チェック・ボックスを選択します。

12.「Diff_Amp」回路図ウィンドウで、Shiftキーを押したままInPおよびInNピンをクリックして選択し、右クリックして[Select in Layout]を選択します。対応するパッドが選択およびハイライト表示された状態で、レイアウト・ウィンドウが開きます。パッドがハイライト表示されている状態で、Shiftキーを押したまま、位置が固定されているVddパッドを選択します。

13. [Draw > Align Shapes > Bottom]を選択します。14. [Draw > Align Shapes > Space Evenly Across]を選択します。[Enter Spacing]ダイアログ・ボックスが表示されます。

15. [Spacing]に「10」を入力し、[Edge-to-Edge]を選択して[OK]をクリックします。下図に示すように、パッドがVddパッドの横に移動します。



16.下図に示すように、InPネットをルーティングします。



17.Shiftキーを押したまま、左側のnmosレイアウト、ルーティングされたInpネット、および対称軸線を選択します。

18. [Edit >Mirror Placement]を選択します。下図に示すように、InNネットがルーティングされます。



19.対称軸線を削除します。

ルーティング後シミュレーションこのセクションでは、Vddネットの寄生抽出、回路のシミュレーション、およびルーティング前シミュレーションとの比較を行います。

接続チェック1. レイアウト・ウィンドウで、Gndネットのルーティング部分を選択して右クリックし、[Route Segment Properties]を選択します。

2. [Segment Properties]ダイアログ・ボックスで、[LineType]に[Metal 1]を選択して、[OK]をクリックします。レイアウトで、ネットがMetal 1に設定されたことを確認します。


ルーティング後シミュレーション

3. [Verify > Run Connectivity Check]を選択します。4. [Run DRC]ボタンをクリックします。[LVS Errors]ウィンドウに、短絡および接続されていないエレメントについてのメッセージが表示されます。下図に示すように、メッセージ・ノードを展開して、詳細を確認します。

5.前の図の「Short」エラー・メッセージをダブルクリックして、下図に示すように、レイアウト・ウィンドウでVddおよびGndネットの間にある短絡部分を拡大(および点滅表示)します。



6. [Verify > Clear LVS Errors]を選択して、エラーを取り除きます。ステップ2の説明に従って、GndネットをMetal 2に戻すか、ネットを選択した状態でDeleteキーを押して削除します。

Vddネットの抽出とシミュレーションNI AWRDEでは、シミュレーションで効果を解析するために、すべてのネットのルーティングを設定する必要はありません。重要な任意のネットのルーティングを設定し、寄生を抽出した結果から、その効果を確認できます。

1. Vddネットの寄生を抽出する前に、「Output Voltage」グラフのトレースを停止して、結果を簡単に比較できるようにします。[Simulate > Analyze]を選択して、回路を再解析します。「Output Voltage」グラフ・ウィンドウをクリックしてアクティブにし、[Graph > Freeze Traces]を選択するか、Ctrl+Fキーを押します。



2. Element Browserで、[SimulationControl]カテゴリを展開して、EXTRACTブロックを「Test_Bench」回路図に追加します。

3.下図に示すように、EXTRACTブロックのパラメータを設定します。[Simulator]に[OEA]を選択していることを確認します。この設定では、抽出する「EM_Extract」グループで選択されたネットはすべて、「EM_Extract_Doc」という名前のEMドキュメントに表示されます。STACKUPは、すでに[Global Definitions]ウィンドウに配置されています。[GlobalDefinitions]をダブルクリックし、StackupおよびProcess Cornerブロックを確認します。これらのブロックは、設計キットを使用した場合にデフォルトで配置されます。

4.「Diff_Amp」レイアウト・ウィンドウで、Vddネットをクリックし、右クリックして、[Element Properties]を選択します。[Element Options]ダイアログ・ボックスで、[ModelOptions]タブをクリックします。下図に示すように、[EMExtractionOptions]の下の[Enable]チェック・ボックスを選択します。この設定では、抽出されたネットがEm_Extractグループに割り当てられます。レイアウトでネットを選択する代わりに、「Diff_Amp」回路図でVddネットを選択して右クリックし、[EditNetProperties]を選択して、抽出を有効にします。



5. 回路図でEXTRACTブロックをクリックし、「Diff_Amp」サブ回路がハイライト表示され、このブロックがサブ回路内のネットの抽出に使用されることを確認します。



RESID=R3R=50Ohm

AC_VID=V1Signal=SinusoidSpecType=Usedoc freqsSpecBW=Usedoc# harmsSweep=NoneTone=1Mag=1VAng=0DegOffset=0VDCVal=0VACMag=1VACAng=0Deg

DCVSID=V2V=2.47V

DCVSID=V3V=3.3V

RESID=R2R=1e6Ohm

RESID=R1R=1e6Ohm

EXTRACTID=EX1EM_Doc="EM_Extract_Doc"Name="EM_Extract"Simulator=OEAX_Cell_Size=1umY_Cell_Size=1umPortType=DefaultSTACKUP=""Extension=10umOverride_Options=YesHierarchy=OffSweepVar_Names=""

VV

+ +

-

1 2

3

SRC_CONVID=X1

OutP

InP

Gnd

InN

OutN

Vdd


RF RF_DC

DC


RF RF_DC

DC


6. Project Browserで、[Circuit Schematics]の下の「Test_Bench」を右クリックし、[Add Extraction]を選択して、Vddネットを抽出します。下図に示すように、「EM_Extract_Doc」という名前のEMドキュメントが[EM Structures]の下に作成されます。(方向とポート番号は異なる場合があります)。



7. ネットに対して抽出する寄生のタイプを設定するには、「Test_Bench」回路図でEXTRACTエレメントをダブルクリックします。[NET-ANOptions]タブをクリックし、[Simulation Mode]の下のさまざまなモデリング・オプションを確認します。

8.下図に示すように、パラメータを設定して、抵抗およびキャパシタンスを抽出します。



9. [Simulate >Analyze]を選択し、Vddネットの抽出済みの寄生効果に基づき、回路を再解析して、結果を前のシミュレーションと比較します。下図に示すように、線の寄生により、出力電圧値が大幅に低下したことに注意してください。EXTRACTブロックを無効にして抽出済みのネットをシミュレーションで除外することも、[NET-ANOptions]で[Simulation Mode]に[Short]を選択することもできます。




Output Voltage

0

0.5

1

1.5

|VcompD(RES.R1@1,RES.R2@1,1)| (V)Test Bench

10.「Output Voltage」グラフ・ウィンドウをクリックしてアクティブにし、[Graph >Freeze Traces]を選択するか、Ctrl+Fキーを押します。

11.「Diff Amp」レイアウト・ウィンドウで、Shiftキーを押したまま、Vddネットの縦長部分(Metal 1部分)を右クリックして選択します。Shiftキーを放して右クリックし、[Route Segment Properties]を選択します。[Width]を「10」に設定して、[OK]をクリックします。

12. [Simulate > Analyze]を選択して、回路を再解析します。トレースを停止した状態では、y軸を手動でチューニングしてプロットを表示させる場合があります。その場合はグラフを右クリックして[Properties]を選択し、[Axes]タブをクリックします。[Left1]軸を選択し、[Auto limits]の選択を解除し、[Min]を「0」に設定します。「OutputVoltage」グラフの変化を確認します。線の合計抵抗値が低下したことに伴い、出力電圧値が増加しています。「EM_Extract_Doc」で抽出済みのMetal 1の幅が増加したことも確認し、3Dビューで変化を確認します。




Output Voltage

0

0.5

1

1.5

|VcompD(RES.R1@1,RES.R2@1,1)| (V)Test Bench

13.合計寄生値は、レイアウト・ウィンドウにアノテーションとして設定できます。ProjectBrowserで、「Diff Amp」を右クリックし、[AddAnnotation]を選択します。下図に示すように、アノテーションを追加して、[OK]をクリックします。



14.「Diff Amp」回路図のレイアウト・ウィンドウをアクティブにします。下図に示すように、寄生値が表示されます。RおよびCの値がレイアウトにアノテーションとして設定されています。

15.電流密度を表示するため、Project Browserで「Test_Bench」回路図を右クリックし、[Add Annotation]を選択します。下図に示すように、アノテーションを追加します。[Specify max density (Amps/m^2)]に「1e9」を入力して、[OK]をクリックします。



16. [Analyze]ボタンをクリックします。17.「Test_Bench」回路図のレイアウト・ビューに、電流密度が表示されます。Vddネットの上部にズームインして、下図に示すように、電流密度が表示されていることを確認します。色は、メタル上の電流密度の大きさを示し、青色が最小値、オレンジ色が最大値に相当します。この例では、VDDネットに沿ってオレンジ色が確認され、この電流を処理できないことを示しています。色の変化を確認するため、バイアス電圧を0.5Vに設定して、電流密度が青色で表示されることを確認します。



18.プロジェクトを保存して終了します。



Chapter 6. AO: トーン解析Analog OfficeTMは、能動回路および受動回路の両方の終端に対応するポートを提供します。NI AWR Design EnvironmentTM (NI AWRDE)では、ポートは複数の用途に対応します。各ポートには、線形メジャメント用の参照番号と終端インピーダンスが設定されています。非線形測定では、このインピーダンスが入力信号ポートのソース・インピーダンスであり、他のポートの接地終端として機能します。信号の種類に応じて、さまざまなタイプのポートが存在します。ポート番号に基づいて、階層的に下位レベルの回路の接続ポイントを識別します。回路図をサブ回路用に使用する場合、ポートとその対応するインピーダンスは削除されることに注意してください。その他のポート特性については、この例で明らかにします。


• 既存のプロジェクトの編集• シミュレーションのタイプに応じたポート・タイプの指定• ハーモニック・バランス・シミュレータの設定• 1トーンおよび2トーン・シミュレーションの実行• IP3、PAE、電力の高調波成分など、さまざまな出力に対する回路の解析• 結果のグラフ表示

注: 『Quick Reference』には、NI AWRDEを快適に利用するためのキーボード・ショートカット、マウス操作、およびヒントとコツのリストが記載されています。このドキュメントにアクセスするには[Help > Quick Reference]を選択します。

バイポーラ・リミッタ・アンプ回路この例では、バイポーラ・リミッタ・アンプ回路の性能について考えます。この章で作成する例は、limiter.empという名前で完成形が用意されています。[Getting Started]例題プロジェクトのリストからこのファイルにアクセスするには、[File > Open Example]を選択して[Open Example Project]ダイアログ・ボックスを表示します。Ctrlキーを押しながら[Keywords]列ヘッダをクリックし、ダイアログ・ボックスの下部にあるテキスト・ボックスに「getting_started」と入力します。この例題ファイルは参考資料として使用することができます。

既存のプロジェクトの編集既存のプロジェクトを開いて編集するには、以下の手順に従います。


1. [File > Open Example]を選択して、[Open Example Project]ダイアログ・ボックスを表示します。Ctrlキーを押したまま、[Name]列ヘッダをクリックし、ダイアログ・ボックスの下部にあるテキスト・ボックスに「limiter」と入力します。フィルタされたリストから[Limiter_start.emp]を選択し、[OK]をクリックして開きます。


3.プロジェクトを保存するディレクトリに移動し、プロジェクト名に「limiter.emp」と入力して、[Save]をクリックします。

ポート・タイプの指定ポート・タイプを指定するには、以下の手順に従います。

1.「Limiter_circuit」回路図ウィンドウで、ツールバーの[ViewArea]ボタンをクリックするか[View > View Area]を選択し、リミッタ入力を囲むボックスをクリックしてドラッグし、領域を拡大して、下図に示す[Limiter Input]ボックスにズームインします。

CAPID=C1C=1 pF

CAPID=C2C=1 pF

o

o

o

n1:1

n2:1

1

2

3

4

5

XFMRTAPID=X1N1=1N2=1PORT

P=1Z=0.05 kOhm

NCONNName=IN-

NCONNName=IN+

Limiter Input

この入力は、50オームの負荷を印加する受動ポートによって終端されます。


バイポーラ・リミッタ・アンプ回路

2. [Limiter Input]内のポートをダブルクリックし、[Element Options]ダイアログ・ボックスを表示します。[Port]タブをクリックし、下図に示すように、[Porttype]に[Source]を選択し、[Source excitation]に[Excite fundamental frequency]を選択して、[OK]をクリックします。ポートが「PORT1」(1トーンのHB源が設定されたポート)に変化することを確認します。

3. PORT1エレメントをダブルクリックし、[Element Options]ダイアログ・ボックスの[Parameters]タブで、PWRパラメータを「-30」dBmに変更して、[OK]をクリックします。

デフォルトのプロジェクト周波数の設定デフォルトのプロジェクト単位を設定するには、以下の手順に従います。

1.デフォルトの周波数掃引を設定するため、[Options>ProjectOptions]を選択します。[Frequencies]タブをクリックし、[Start]に「0.5」、[Stop]に「5」、[Step]に「0.5」を入力し、[Apply]および[OK]をクリックします。個々の回路図では、必要に応じて、このデフォルト値を無効にできます。

2.プロジェクト周波数を上書きして、電力スィープを単一の周波数に限定して実行するため、Project Browserで[Circuit Schematics]の下の「Limiter_circuit」回路図を右クリックし、[Options]を選択します。[Frequencies]タブをクリックし、[Useprojectdefaults]チェック・ボックスの選択を解除します。[SinglePoint]チェック・ボックスを選択し、[Point (GHz)]に「1」を入力して、[Apply]および[OK]をクリックします。



1トーン・シミュレーション用のグラフおよびメジャメントの追加Analog Officeでは、シミュレーションはメジャメント/グラフに基づいて制御されます。実行するシミュレーションを定義するには、確認するデータを要求するグラフおよびメジャメントを作成します。解析の実行時に、実行するシミュレーションの種類は、AnalogOfficeが自動的に決定します。

グラフとメジャメントを追加するには、以下の手順に従います。

1. Project Browserで[Graphs]を右クリックし、[New Graph]を選択して、「Pout vsFrequency」という名前の方形グラフを追加します。

2.「Pout vs Frequency」グラフを右クリックし、[Add New Measurement]を選択して、基本周波数とプロジェクト周波数で電力の高調波成分を比較するためのメジャメントをグラフに追加します。

3.下図に示すメジャメントの設定を使用します。オプションの右側にある矢印をクリックして[Project]を選択し、[SweepFreq]を[(FPRJ)]に設定します。オプションの右側にある上下矢印をクリックして、オプションの右側にある上下矢印をクリックして[Harmonic Index]を選択するか、[Harmonic Index Selector (...)] ボタンをクリックして[Frequency]ダイアログ・ボックスを表示します。[Frequency]リストから[0.5]を選択し、[Simulator]に[APLACHB]を選択し、[OK]をクリックしてメジャメントを追加することによって、基本周波数をプロットします。



4. [Simulate > Analyze]を選択するか、F8を押して、シミュレーションを実行します。下図のグラフに示すように、シミュレーション結果が表示されます。

0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 5Frequency (GHz)

Pout vs Frequency

-25.9

-25.8

-25.7

-25.6

-25.5

-25.4

-25.3

DB(|Pcomp(PORT_2,1)|) (dBm)Limiter_circuit.AP_HB.$FPRJ

掃引変数制御ブロックの追加SWPVAR制御ブロックを追加するには、以下の手順に従います。

1.電力掃引を設定するため、Element Browserで[SimulationControl]カテゴリをクリックし、「Limiter_circuit」回路図でPORT1の横にスィープ変数制御ブロック(SWPVAR)を追加します。

2. SWPVARブロックをダブルクリックし、下図に示すように、ID、VarName、およびValuesパラメータを設定します。stepped (-50,-20,3)は、{-50,-47,-44,......-23,-20}のように値のベクトルに変換されます。ベクトル形式でデータを入力することも、データ・ファイルを参照することもできます。



3. [Draw>AddEquation]を選択するか、ツールバーの[Equation]ボタンをクリックし、SWPVARブロックの付近をクリックして、方程式テキスト・ボックスを配置します。「MYPWR=-30」と(括弧を含めずに)入力し、入力電力のデフォルト値を設定します。テキスト・ボックスの外部をクリックし、イクエーションの入力を終了します。

4. PORT1をダブルクリックし、1トーン・シミュレーション用にPWRパラメータを「MYPWR」に(括弧を含めずに)設定します。同じ回路図を使用してさまざまなメジャメントのパラメータ掃引を有効または無効にする場合、この設定がパラメータを掃引する最適な方法です。シンプルな電力掃引の場合、電力ポートは簡単に設定できます。

5. Project Browserで、「Pout Vs Frequency」グラフの下の「Limiter_circuit.AP_HB.$FPRJ:DB(|Pcomp(PORT_2,1_0)|)」メジャメントをダブルクリックし、[Modify Measurement]ダイアログ・ボックスを表示します。

6. [SWPVAR.MYSWP]という名前の新しいオプションで、[Disable Sweep]を選択し、電力と周波数の比較メジャメントをそのまま保持します(この設定を選択しなければ、メジャメントに周波数と電力スィープの両方が設定されます)。

7.「Pout vs Pin」という名前の新しい方形グラフを追加します。

8.下図の設定に基づき、メジャメントを追加して、出力電力を表示します。この場合、入力電力は、単一の周波数で掃引されます。[Sweep Freq(FDOC)]が[Freq = 1 GHz]に設定されていることを確認します。



9. [Simulate > Analyze]を選択するか、ツールバーの[Analyze]ボタンをクリックして、ハーモニック・バランス・シミュレーションを開始します。下図のグラフに示すように、シミュレーション結果が表示されます。

-50 -40 -30 -20

Pout vs Pin

-36

-34

-32

-30

-28

-26

-24

p1

DB(|Pcomp(PORT_2,1)|)[*,X] (dBm)Limiter_circuit.AP_HB

p1: Freq = 1 GHz



10.各メジャメントに周波数が表示されないようパラメータ・マーカーを無効にするには、グラフを右クリックして[Options]を選択し、[Rectangular Plot Options]ダイアログ・ボックスを表示します。[Markers]タブをクリックしして、[Param markersenabled]のチェック・ボックスを解除します。

2トーン・シミュレーションの実行このセクションでは、それぞれ10MHzの2つのトーンで回路の2トーン・シミュレーションを実行します。

2トーン・シミュレーションを実行するには、以下の手順に従います。

1. PORT1エレメントをダブルクリックします。[Element Options]ダイアログ・ボックスで[Port]タブをクリックして、[Tone type]に[Tone 1 & 2]を選択します。[Parameters]タブをクリックし、ポート・タイプ(番号とパラメータ)が変化したことを確認します。選択したトーン・タイプに応じて、AnalogOfficeは対応する適切なポートを自動的に選択します。下図に示すように、パラメータを設定します。この設定では、トーン1とトーン2の振幅は同じであり、それぞれ10MHzの間隔があります。

2.下図の設定に基づいて、3次応答(2f1-f2および2f2-f1の高調波)用の別のメジャメントを「Pout vs Pin」グラフに追加します。



3. シミュレーションを実行します。下図のグラフに示すように、シミュレーション結果が表示されます。電力掃引と周波数掃引で異なるメジャメントを使用するので、シミュレーションの実行に時間がかかります。Project Browserで、「Pout vs Frequency」グラフを右クリックして[Disableallmeasurements]を選択し、「Pout vs Frequency」グラフのメジャメントを無効にして、実行時間を短縮できます。



-50 -40 -30 -20

Pout vs Pin

-80

-70

-60

-50

-40

-30

-20

DB(|Pcomp(PORT_2,1_0)|)[1,X] (dBm)Limiter_circuit.AP_HB

DB(|Pcomp(PORT_2,2_-1)|)[1,X] (dBm)Limiter_circuit.AP_HB

4. 「Output Spectrum」という名前の新しい方形グラフを追加します。

5.このグラフにメジャメントを追加して、下図の設定を用いてリミッタの出力で各高調波の電力スペクトルを表示します。[SWPVAR.MYSWP]を[Select with tuner]に設定すると、入力電力のスィープによる出力スペクトルの変化を確認できます。



6. f1およびf2のトーンと、2f1-f2および2f2-f1の三次成分だけを表示するため、ツールバーの[Options]ボタンをクリックするか、グラフの凡例をダブルクリックして[Rectangular Plot Options]ダイアログ・ボックスを表示し、[Axes]タブをクリックします。[Choose axis]で[x]軸を選択し、[Auto Limits]チェック・ボックスの選択を解除して[Min ]に「0.985」、および[Max]に「1.025」を入力します。[Auto Divs.]チェック・ボックスの選択を解除し、[Step]に「0.005」を入力して、[OK]をクリックします。

7. [Analyze]ボタンをクリックするか、[Simulate > Analyze]を選択します。下図のグラフに示すように、シミュレーション結果が表示されます。特定の設定による回路の解析の実行後に、パラメータやシミュレーションの設定が変更されない限り、AnalogOfficeはあらゆるメジャメントをメモリに保持します。新しいメジャメントを追加して再解析すると、この例で確認したように、Analog Officeは回路を再解析せずに、結果をプロットします。

8.ツールバーの[Tune]ボタンをクリックするか、[Simulate > Tune]を選択して、Tunerを開きます。チューナに表示される値は、掃引点です。チューナ・バーをスライドさせて、入力電力の掃引に応じて、スペクトルがどのように変化するか確認します。



0.985 0.99 0.995 1 1.005 1.01 1.015 1.02 1.025Frequency (GHz)

Output Spectrum

-400

-300

-200

-100

0

DB(|Pharm(PORT_2)|)[1,T] (dBm)Limiter_circuit.AP_HB

9. 「IP3」という名前の新しい方形グラフを追加します。

10.下図の設定に基づき、このグラフにメジャメントを追加して、各周波数の3次交点をプロットします。オプションの右側にある矢印をクリックし、[Project]を選択して、[Sweep Freq]を[(FPRJ)]に設定します。



11.ツールバーの[Analyze]ボタンをクリックするか、[Simulate > Analyze]を選択して、ハーモニック・バランス・シミュレーションを開始します。下図のグラフに示すように、シミュレーション結果が表示されます。



0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 5Frequency (GHz)

IP3

-24.5

-24.45

-24.4

-24.35

OIPN(PORT_2,1_0,2_-1,3)[X,~](dBm)Limiter_circuit.AP_HB.~MYSWP.$FPRJ

12. Project Browserで[Graphs]の下の「IP3」グラフを右クリックし、[Duplicate As >Tabular]を選択して、データを表形式で表示します。

13.プロジェクトを保存して終了します。



Chapter 7. AO: CMOSミキサこの章では、単一平衡CMOSミキサ回路の性能を示す例を紹介するとともに、以下の手順について説明します。

• テスト・ベンチの作成• メジャメント・データの計算実行および再プロット• 時間波形の表示• ノイズ解析用の回路の設定• 最適化用の回路の設定


単一平衡CMOSミキサ回路この例では、既存のミキサ回路図のインポート、テスト・ベンチの作成、ハーモニック・バランスおよび過渡シミュレーション用の回路の設定、さまざまなメジャメントのプロットによる回路性能の解析、時間波形の表示、測定データの計算およびグラフへのプロット、ミキサ・ノイズの測定、および回路の最適化を実行します。この章で作成する例は、Mixer.empという名前で完成形が用意されています。[Getting Started]例題プロジェクトのリストからこのファイルにアクセスするには、[File>OpenExample]を選択して[OpenExample Project]ダイアログ・ボックスを表示します。Ctrlキーを押しながら[Keywords]列ヘッダをクリックし、ダイアログ・ボックスの下部にあるテキスト・ボックスに「getting_started」と入力します。この例題ファイルは参考資料として使用することができます。

デフォルト値の設定プロジェクトのデフォルトを設定する方法は以下のとおりです。

1.「Mixer」という名前の新しいプロジェクトを作成します。

2. [Options > Project Options]を選択して、[Project Options]ダイアログ・ボックスを表示します。[Global Units]タブで、[Frequency]を[MHz]に設定します。

3. [Frequencies]タブをクリックして、[DataEntryUnits]を[MHz]に設定します。[Start]に「900」、[Stop]に「950」、[Step]に「10」を入力し、[Apply]および[OK]をクリックします。


4. [Options > Default Circuit Options]を選択して、[Circuit Options]ダイアログボックスを表示し、[APLAC Sim]タブをクリックして、次の図に示すようにパラメータを設定します。

5.ハーモニック・バランスおよび過渡のオプションはそれぞれ、レガシーAWRシミュレータ、APLAC、およびHSPICEと共有しています。[Circuit Options]ダイアログ・ボックスの[APLAC Sim]、[AWR Sim]、[HSPICE Sim]タブをクリックして表示します。

回路図のインポート回路図をインポートするには、以下の手順に従います。

1. Project Browserで[Circuit Schematics]を右クリックし、[Import Schematic]を選択します。

2. C:\Program Files\AWR\AWRDE\14\Examples、またはC:\Program Files(x86)\AWR\AWRDE\14\Examplesディレクトリを参照し、Mixer_circuit.sch回路図を選択します。回路図がインポートされると、回路図ウィンドウに表示されます。


単一平衡CMOSミキサ回路

テスト・ベンチの作成1. [Project > Add Schematic > New Schematic]を選択するか、ツールバーの[Add New

Schematic]ボタンをクリックします。2.回路図を「Mixer_Sim」として保存します。

3. [Draw > Add Subcircuit]を選択するか、ツールバーの[SUB]ボタンをクリックします。表示されたダイアログ・ボックスで[OK]をクリックし、回路図内をクリックしてミキサ・サブ回路を配置します。

4.ミキサ・サブ回路をダブルクリックし、[Element Options]ダイアログ・ボックスを表示します。[Symbol]タブをクリックし、記号のリストから[MIXER_3_X@sys_block.syf]を選択して、[OK]をクリックします。下図に示すように、回路図が表示されます。

RF IF

LO

SUBCKTID=S1NET="Mixer_circuit"

5. Element Browserで、[Sources]カテゴリを展開して、[AC]グループをクリックします。AC_Vブロックを選択し、回路図に配置して、下図に示すように、ミキサのRFノード(ノード1)に接続します。

6.同様に、下図に示すように、別のAC_VブロックをミキサのLOノード(ノード3)に追加します。

7. Element Browserで、[LumpedElements]カテゴリを展開して、[Resistor]グループをクリックします。RESエレメントを選択し、回路図に配置して、下図に示すように、ミキサのIFノード(ノード2)に接続します。



AC_VID=V1Signal=PulseSpecType=Use doc freqsSpecBW=Use doc # harmsSweep=NoneTone=1HI=0.5 VLO=-0.5 VTW=0 nsTR=0 nsTF=0 nsTD=0 nsWINDOW=DEFAULTDCVal=0 VACMag=1 VACAng=0 Deg

AC_VID=V2Signal=PulseSpecType=Use doc freqsSpecBW=Use doc # harmsSweep=NoneTone=1HI=0.5 VLO=-0.5 VTW=0 nsTR=0 nsTF=0 nsTD=0 nsWINDOW=DEFAULTDCVal=0 VACMag=1 VACAng=0 Deg

RESID=R1R=1 Ohm

V_PROBEID=VP1

RF IF

LO


8. Element Browserで、[MeasDevice]カテゴリを展開して、[Probes]グループをクリックします。V_PROBEエレメントを選択し、回路図に配置して、前の図に示すように、ミキサのIFノードに接続します。

9.前の図に示すように、グランドを回路に追加します。10.下図に示すように、RFノードに接続しているAC_Vのパラメータを設定します。



11.下図に示すように、LOノードに接続しているAC_Vのパラメータを設定します。



12.レジスタのRパラメータを「1e5」オームに設定します。

これで、回路図は下図のようになります。シンボルがAC電圧源に対してどのように変化したか確認します。



AC_VID=V1Signal=SquareSpecType=Use doc freqsSpecBW=Use doc # harmsSweep=NoneTone=1HI=1.5 VLO=-1.5 VTR=0.1 nsTF=0.1 nsTD=0 nsWINDOW=DEFAULTDCVal=0 VACMag=1 VACAng=0 Deg

AC_VID=V2Signal=SquareSpecType=Specify freqSpecBW=Use doc # harmsSweep=NoneTone=2Freq=_FREQH1+100 MHzHI=0.45 VLO=-0.45 VTR=0.1 nsTF=0.1 nsTD=0 nsWINDOW=DEFAULTDCVal=0 VACMag=1 VACAng=0 Deg

RESID=R1R=100000 Ohm

V_PROBEID=VP1

RF IF

LO


グラフとメジャメントの追加グラフとメジャメントを追加するには、以下の手順に従います。

1.「VRF and VIF vs Frequency」という名前の方形グラフを追加します。

2.下図の設定に基づいて、RFポートのRF電圧の基本周波数成分のメジャメントを作成して、[Apply]をクリックします。[SweepFreq]がプロジェクト周波数[FPRJ]を使用することを確認します。



3. 同様に、[Measurement Component]に[V_PROBE.VP1]、[Harmonic Index]に[-1,1]をそれぞれ選択し、[OK]をクリックして、出力電圧のIF周波数成分のメジャメントを追加します。

4.「IF Spectrum」という名前の方形グラフを追加します。

5.下図の設定に基づいてIF出力の電圧スペクトルを追加して、[OK]をクリックします。[Sweep Freq]でプロジェクト周波数[FPRJ]が使用されていることを確認します。



6. シミュレーションを実行します([Simulate >Analyze]を選択するか、F8キーを押す)。下図のグラフに示すように、シミュレーション結果が表示されます。マーカを追加するには、グラフを右クリックし、[Marker]を選択して、グラフ内で目的のマーカ位置付近をクリックします。

900 910 920 930 940 950Frequency (MHz)

VRF and VIF vs Frequency

0

0.5

1

1.5

2

|Vcomp(AC_V.V1,1_0)| (V)MixerSim.AP_HB.$FPRJ|Vcomp(V_PROBE.VP1,-1_1)| (V)MixerSim.AP_HB.$FPRJ



0 1000 2000 3000 4000 4950Frequency (MHz)

IF Spectrum

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

p6p5p4p3p2p1

m1:100MHz0.5008VFreq= 900MHz

|Vharm(V_PROBE.VP1)|[*](V)Mixer Sim.AP_HB.$FPRJ

p1: Freq = 900 MHz

p2: Freq = 910 MHz

p3: Freq = 920 MHz

p4: Freq = 930 MHz

p5: Freq = 940 MHz

p6: Freq = 950 MHz

7. 「VTime」という名前の新しい方形グラフを追加します。

8.下図の設定に基づき、RFポートの時間領域電圧波形のメジャメントを作成して、[Apply]をクリックします。[Simulator]が[APLAC Trans(ient)]で、[Sweep Freq]が[FPRJ]に設定されていることを確認します。

9. [MeasurementComponent]に[V_PROBE.VP1]を選択してIF電圧をプロットし、[OK]をクリックします。



10.シミュレーションを実行します。過渡シミュレータだけが実行されます。下図のグラフに示すように、シミュレーション結果が表示されます。

0 10 20 30 40 50Time (ns)

VTime

-4

-2

0

2

4

p2

p1

Vtime(AC_V.V1,1)[T](V)MixerSim.AP_TR.$FPRJVtime(V_PROBE.VP1,1)[T](V)MixerSim.AP_TR.$FPRJ

p1: Freq= 900 MHz

p2: Freq= 900 MHz

イクエーションの追加イクエーションを追加するには、以下の手順に従います。

1. Project Browserで[Output Equations]ノードを右クリックし、[New OutputEquations]を選択します。名前を「OutputEquations」に編集して、[Create]をクリックします。

2. [Draw > Add Output Equation]を選択します。下図に示すように、出力イクエーションを追加して、[OK]をクリックします。[Sweep Freq]が[FPRJ]に選択されていることを確認します。



3. [Output Equations]ウィンドウ内をクリックし、イクエーションを配置します。この設定では、掃引の各周波数で、RFポート電圧の基本RF周波数成分を可変VRFにベクトル形式で割り当てます。出力イクエーションは緑色で表示されます。

4.別の出力イクエーションを追加しますが、[Variablename]に「VIF」、[MeasurementComponent]に「V_PROBE.VP1」、[Harmonic Index]に「-1, 1」を指定し、[OK]をクリックします。

5. [Draw > Add Equation]を選択するか、Ctrl + Eキーを押します。小さなイクエーション・ボックスがカーソルに追従します。[Output Equations]ウィンドウ内をクリックして配置し、以下のイクエーションの先頭行をボックス内に入力します。Enterキーを押して、イクエーションの入力を終了します。次の3行のイクエーションを1行ずつ追加します。最後の3行のイクエーションは、シミュレーション後の変数値を表示します。ConvGain = 20*log10(VIF/VRF)VRF:VIF:ConvGain:

6. 「Conversion Gain」という名前の方形グラフを追加します。

7.下図の設定を用いて、イクエーションをプロットするメジャメントを作成します。



8. シミュレーションを実行します。下図のグラフに示すように、シミュレーション結果が表示されます。[Output Equations]ウィンドウのデータを確認します。

900 910 920 930 940 950Frequency (MHz)

ConversionGain

-10.54

-10.53

-10.52

-10.51

-10.5

-10.49

-10.48

-10.47

-10.46Re(Eqn(ConvGain1))ConvGain.$FPRJ

ノイズ解析の実行ノイズ解析を実行するには、以下の手順に従います。



1. 「Mixer Noise」という名前の新しい回路図を作成します。

2.「Mixer_circuit」サブ回路を回路図に追加し、前のセクションの説明に従って、シンボルを変更します。

3. Element Browserで、[Ports ]カテゴリをクリックします。PORTエレメントを選択して、下図に示すように、ミキサのRFポートに接続します。

4. [Ports]カテゴリで、[Harmonic Balance]グループをクリックします。PORT1エレメントを選択して、下図に示すように、ミキサのLOポートに接続します。

5.下図に示すように、終端ポートをIFポートに追加します。

NLNOISEID=NS1PortTo=3PortFrom=1NFstart=100 MHzNFend=110 MHzNFsteps=5SwpType=LINEARLSTone={1}SSTone=2

RF IF

LO


PORTP=3Z=50 Ohm

PORTP=1Z=50 Ohm

PORT1P=2Z=50 OhmPwr=0 dBm

6. Element Browserで、[MeasDevice]カテゴリを展開して、[Controls]グループをクリックします。NLNOISEブロックを選択して、回路図に配置します。このブロックは、大信号解析の後に非線形回路のノイズを計算するようシミュレータに指示します。

7.下図に示すように、NLNOISEパラメータを設定します。



8. Project Browserで、[Circuit Schematics]の下の「Mixer Noise」を右クリックし、[Options]を選択します。[Options]ダイアログ・ボックスで、[Frequencies]タブをクリックし、[Use project defaults]チェック・ボックスの選択を解除して、[DataEntry Units]を[MHz]に変更します。[Single point]チェック・ボックスを選択し、[Modify Range]の下の[Point (MHz)]に「1600」と入力して、[Apply]および[OK]をクリックします。

9.「Nonlinear NF Swept NLNOISE」という名前の方形グラフを追加します。

10.下図の設定を用いてメジャメントを作成します。[Sweep Freq]が[FDOC]に設定されていることを確認します。



11.シミュレーションを実行します。下図のグラフに示すように、シミュレーション結果が表示されます。

100 102 104 106 108 110Frequency (MHz)

NonlinearNF Swept NLNOISE

13.932

13.933

13.934

13.935

13.936

13.937

13.938

13.939

13.94

13.941

13.942

p1

DB(NF_SSBN(0,1,1,1,0))[*,X]Mixer Noise.AP_HB

p1: Freq = 1600 MHz



回路の最適化回路を最適化するには、以下の手順に従います。

1.回路を最適化する前に、「VRF and VIF vs Frequency」グラフを除く、他のメジャメントをすべて無効にして(グラフを右クリックし、[Disable All Measurements]を選択)、実行時間を短縮します。

2.プロジェクトの既存のメジャメントに対して最適化目標を設定することも、最適化用に新しいメジャメントを指定することもできます。IF電圧の高調波成分が特定の値になるように、回路を最適化します。Project Browserで、[OptimizerGoals]を右クリックし、[Add Optimizer Goal]を選択します。[Measurement]リストで、IF電圧の高調波成分(Mixer Sim.AP_HB.$FPRJ:|Vcomp(V_PROBE.VP1,-1_1)|)を選択し、下図に示すように、最適化目標を追加して、[OK]をクリックします。

これで、最適化目標線が「VRF and VIF vs Frequency」グラフの0.8Vに追加されます。Project Browserでこのグラフをダブルクリックし、最適化の目標が下図に示すとおりであることを確認します。



900 910 920 930 940 950Frequency (MHz)


0

0.5

1

1.5

2

|Vcomp(AC_V.V1,1_0)| (V)MixerSim.$FPRJ

|Vcomp(V_PROBE.VP1,-1_1)| (V)MixerSim.$FPRJ

3. 以下のイクエーションを「Mixer Sim」回路図に追加します。V=0.45

4. LO入力分岐に接続している電圧源をダブルクリックし、パラメータHIとLOをそれぞれVと-Vで置き換えます。

5.「V=0.45」イクエーションを右クリックし、[Properties]を選択し、下図に示すように、パラメータを設定します。



6. [Simulate > Optimize]を選択するか、F7キーを押します。[Optimizer]ダイアログ・ボックスの[Vars]ボタンをクリックして、回路のエレメントに関連するすべての変数を表示します。

7. [Optimize]列ヘッダをクリックし、最適化の対象に選択した全エレメントをリストの先頭に移動して、[Variables]ウィンドウを閉じます。

8. [Optimizer]ダイアログ・ボックスで、[Optimization Methods]に[GradientOptimization]を選択し、[Start]をクリックして最適化プロセスを開始します。複数のシミュレーションが実行されるので、最適化の実行には時間がかかる可能性があります。下図のグラフに示すように、シミュレーション結果が表示されます。最適化後のIF電圧値の増加を確認します。

900 910 920 930 940 950Frequency (MHz)


0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

|Vcomp(AC_V.V1,1_0)| (V)Mixer Sim.AP_HB.$FPRJ

|Vcomp(V_PROBE.VP1,-1_1)| (V)Mixer Sim.AP_HB.$FPRJ

9. プロジェクトを保存して終了します。



IndexSymbols1トーン・シミュレーション, 6–42トーン・シミュレーション, 6–8の起動 NI AWRDE, 2–2イクエーションアウトプット, 7–11追加, 6–6, 7–11, 7–12

インポート回路図, 7–2

ウィザード, 2–24エレメント回路図への追加, 2–10, 4–3

エレメント・パラメータ; 編集, 4–4オンライン・ヘルプ, 1–6, 2–24キーボード・ショートカット, 2–24グラフタイプ, 2–21メジャメントの追加, 2–21作成, 2–21, 3–9, 4–4軸の変更, 6–11

グランド・ノード; 追加, 3–4グリッド・サイズの編集, 5–20グローバル単位, 4–2

コマンドショートカット, 2–24

サブ回路インポート, 2–12ダイアグラムへの追加, 2–13回路図への追加, 2–5, 2–12

サポートWebサイト, 1–7技術, 1–7

システム・ダイアグラム作成, 2–9

シミュレーション1トーン, 6–42トーン, 6–8アナログ, 3–1チューニング, 2–23

ルーティング後, 5–40周波数, 2–22回路, 3–6実行, 2–22, 4–5最適化, 2–23

シンボル作成, 5–6

スクリプト, 2–24ステータス・ウィンドウ, 2–5セルライブラリ, 2–19

チューニングシミュレーション, 2–23回路, 3–6解析後, 3–11

テスト・ベンチ作成, 5–7, 7–3

デフォルトプロジェクト単位, 3–2, 4–2

データベース単位編集, 5–20

トーン解析, 6–1ドキュメント; NI AWR, 1–4ナレッジ・ベース; NI AWR, 1–4, 3–1ネットのルーティング, 5–30ネットリスト作成, 2–5, 2–14

ネット・ルーティング, 5–30ノイズ解析, 7–13ノード接続, 2–14

ノードの接続, 2–14バイポーラ・リミッタ, 6–1バック・アノテーション, 3–4パルス信号, 3–21ピン; 追加, 5–4プロジェクトデフォルトの周波数, 6–3デフォルト単位の設定, 3–2, 4–2作成, 2–5, 4–1例, 2–6保存, 2–5編集, 6–1

スタート・ガイド Index–1

開く, 2–5, 6–1ヘルプオンライン, 1–6, 2–24

ホットキー, 2–24ポートタイプの指定, 6–2編集, 2–13追加, 2–13, 3–12

メジャメントIV曲線, 4–1追加, 2–21, 3–9, 4–5

リソース; NI AWR, 1–4ルーティング後シミュレーション, 5–40レイアウトヒントとコツ, 5–19作成, 2–18, 5–19表示, 5–23

レイアウト・マネージャ, 2–4, 2–19レイヤ・プロセス・ファイル(LPF); インポート, 2–19作成シンボル, 5–6レイアウト, 2–18, 5–19回路図, 4–2新しいプロジェクト, 4–1

例開く, 2–6

出力イクエーション, 7–11周波数掃引, 3–13

回路シミュレーション, 3–6チューニング, 3–6最適化, 7–17

回路図インポート, 7–2エレメントの追加, 4–3作成, 3–3, 4–2差動増幅器, 5–2

基本操作, 2–5増幅器差動ペア, 5–1

大信号解析, 3–16

差動ペア増幅器, 5–1増幅器回路図, 5–2

技術サポート, 1–7抽出, 5–42掃引変数制御, 6–5

接続チェッカ, 5–40最適化ゴール; 追加, 5–16シミュレーション, 2–23出力電圧, 5–16回路, 7–17

表示レイアウト, 5–23

規則; 表記, 1–3解析シミュレーション結果, 4–5ノイズ, 7–13大信号, 3–16過渡, 3–16

軸変更, 6–11

追加SWPVAR制御ブロック, 6–5イクエーション, 6–6, 7–11, 7–12グラフ, 3–9, 4–4サブ回路をダイアグラムに, 2–13サブ回路を回路図へ, 2–12ピン, 5–4ポート, 2–13, 3–12メジャメント, 2–21, 3–9, 4–5

過渡解析, 3–16

高調波指数の選択, 6–4

AAC解析, 3–11AWR Design Environment概要, 2–1設計フロー, 2–1起動, 2–2

Index–2 NI AWR Design Environment

索引

CCMOSミキサ, 7–1

DDC掃引, 3–7解析, 3–1

EElement Browser, 2–4, 2–10EM構造作成, 2–15描画, 2–16

IIV曲線メジャメント, 4–1

LLPF; インポート, 2–19

NNI AWRナレッジ・ベース, 3–1

NI AWR Design Environmentコンポーネント, 2–3

PProject Browser, 2–4

QQuick Referenceドキュメント, 2–2

WWebサイト・サポート, 1–7

スタート・ガイドIndex–3

索引

Index–4 NI AWR Design Environment

索引

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